KR101353696B1 - Surface-emitting laser device, surface-emitting laser array, optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

Surface-emitting laser device, surface-emitting laser array, optical scanning apparatus and image forming apparatus Download PDF

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Abstract

기판에 수직인 방향으로 레이저 광을 출사하도록 구성된 면 발광 레이저 소자는, 레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및 상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막을 포함한다. 상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 갖는다.A surface-emitting laser element configured to emit laser light in a direction perpendicular to the substrate includes: a p-side electrode surrounding an emission area on an emission surface for emitting laser light; And a transparent dielectric film formed in the emission area on an external area outside the center of the emission area and having a reflectance lower than that of the center. The outer region in the exit area has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions.

Description

면 발광 레이저 소자, 면 발광 레이저 어레이, 광 주사 장치, 및 화상 형성 장치{SURFACE-EMITTING LASER DEVICE, SURFACE-EMITTING LASER ARRAY, OPTICAL SCANNING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS}SURFACE-EMITTING LASER DEVICE, SURFACE-EMITTING LASER ARRAY, OPTICAL SCANNING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS

본 발명은, 면 발광 레이저 소자, 면 발광 레이저 어레이, 광 주사 장치, 및 화상 형성 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은, 기판에 수직인 방향으로 레이저 광을 출사하는 면 발광 레이저 소자 및 면 발광 레이저 어레이, 상기 면 발광 레이저 소자 또는 면 발광 레이저 어레이를 포함하는 광 주사 장치, 및 상기 광 주사 장치를 포함하는 화상 형성 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a surface emitting laser element, a surface emitting laser array, an optical scanning device, and an image forming apparatus. More specifically, the present invention is a surface-emitting laser element and a surface-emitting laser array that emits laser light in a direction perpendicular to the substrate, an optical scanning device comprising the surface-emitting laser element or surface-emitting laser array, and the optical scanning An image forming apparatus including the apparatus.

수직 공진기형 면 발광 레이저 소자(vertical cavity surface emitting laser device)는, 기판에 수직인 방향으로 광을 출사하는 것이며, 이 수직 공진기형 면 발광 레이저 소자는, 기판에 평행한 방향으로 광을 출사하는 단면(edge) 발광형 반도체 레이저 소자보다 저가격이며, 소비 전력이 더 낮고, 보다 소형이며, 2차원 디바이스에 보다 적합하므로, 최근 주목받고 있다.The vertical cavity surface emitting laser device emits light in a direction perpendicular to the substrate, and the vertical cavity surface emitting laser device has a cross section that emits light in a direction parallel to the substrate. It is attracting attention recently because it is lower cost than the light emitting semiconductor laser element, lower power consumption, smaller size, and more suitable for two-dimensional devices.

면 발광 레이저 소자의 응용 분야로서는, 프린터에서의 광 기록 시스템용 광원(발진 파장이 780 nm 대), 광 디스크 장치에서의 기록용 광원(발진 파장이 1.3 ㎛ 또는 850 nm 대), 및 광 파이버를 이용하는 LAN(즉, Local Area Network) 등의 광 전송 시스템용 광원(발진 파장이 1.3 ㎛ 또는 1.5 ㎛ 대)을 포함할 수도 있다. 또한, 면 발광 레이저 소자는, 보드들 간, 보드 내, LSI(즉, Large Scale Integrated circuit)의 칩들 간, 및 LSI의 칩 내의 광 전송용 광원에 적용되는 것으로 기대되고 있다.Application fields of the surface-emitting laser element include a light source for an optical recording system in a printer (with an oscillation wavelength of 780 nm), a light source for recording in an optical disk device (with an oscillation wavelength of 1.3 µm or 850 nm), and an optical fiber. A light source for an optical transmission system such as a LAN (that is, a local area network) to be used (the oscillation wavelength is in the range of 1.3 µm or 1.5 µm) may be included. In addition, the surface-emitting laser element is expected to be applied to light sources for light transmission between boards, in boards, between chips of LSI (ie, Large Scale Integrated circuit), and in chips of LSI.

이들 응용 분야에서는, 면 발광 레이저 소자로부터 출사되는 광(이하, "출사광"이라고 칭할 수도 있다)은, (1) 단면 형상이 원형, 및 (2) 편광 방향이 일정한 것이 요구되는 경우가 많다.In these application fields, the light emitted from the surface-emitting laser element (hereinafter may also be referred to as "emission light") is often required to have a circular cross-sectional shape and a constant polarization direction.

출사광의 단면 형상을 원형으로 하기 위해서는, 고차 횡 모드의 발진을 제어하는 것이 필요하다. 이를 위해서, 일본 특허 공보 제3566902호(이하, 특허 문헌 1이라 함)에 개시된 바와 같이 다양한 시도가 이루어졌다.In order to make the cross-sectional shape of the emitted light circular, it is necessary to control oscillation in the higher-order transverse mode. To this end, various attempts have been made, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 3566902 (hereinafter referred to as Patent Document 1).

또한, 일본 특허 공보 제3955925호(이하, 특허 문헌 2라 함)에 개시된 바와 같이, 출사광의 편광 방향을 제어하는 다양한 시도가 이루어졌다.Further, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 3955925 (hereinafter referred to as Patent Document 2), various attempts have been made to control the polarization direction of the emitted light.

또한, 일본 특허 공개 제2007-201398(이하, 특허 문헌 3이라 함) 및 일본 특허 공개 제2004-289033호(이하, 특허 문헌 4라 함)에 개시된 바와 같이, 고차 횡 모드의 발진 제어와 편광 방향의 제어를 양립시키는 것이 검토되었다.In addition, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2007-201398 (hereinafter referred to as Patent Document 3) and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2004-289033 (hereinafter referred to as Patent Document 4), the oscillation control and polarization direction in the higher-order transverse mode It was examined to make the control compatible with.

그러나, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 개시된 방법에서는, 고차 횡 모드의 발진 제어와 편광 방향의 제어를 양립시키는 것이 어렵다. 또한, 특허 문헌 3에 개시된 방법에서는, 면 발광 레이저 소자의 전기 저항이 증가하거나, 전류 밀도의 증가에 의해 동작 수명이 저하된다는 우려가 있다. 또한, 특허 문헌 4에 개시된 방법에서는, 면 발광 레이저 소자의 여러가지 특성이나 고차 횡 모드의 제어 특성을 안정화시키는 것이 어렵다.However, in the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to make both the oscillation control of the higher-order transverse mode and the control of the polarization direction compatible. In addition, in the method disclosed in Patent Document 3, there is a fear that the operating life decreases due to an increase in the electrical resistance of the surface-emitting laser element or an increase in the current density. In addition, in the method disclosed in Patent Document 4, it is difficult to stabilize various characteristics of the surface-emitting laser element and control characteristics of the higher-order lateral mode.

본 발명의 실시예들은 상술된 문제점들 중 하나 이상을 해결하거나 감소시킬 수도 있다.Embodiments of the present invention may solve or reduce one or more of the problems described above.

보다 구체적으로는, 본 발명의 실시예들은, 고차 횡 모드의 발진을 제어하면서, 출사광의 편광 방향을 안정화시킬 수도 있다.More specifically, embodiments of the present invention may stabilize the polarization direction of the emitted light while controlling oscillation in the higher order lateral mode.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판에 수직인 방향으로 레이저 광을 출사하는 면 발광 레이저 소자로서, According to an embodiment of the present invention, there is provided a surface-emitting laser device that emits laser light in a direction perpendicular to the substrate,

레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And

상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.

을 포함하고, / RTI >

상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 갖는다.The outer region in the exit area has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판에 수직인 방향으로 복수의 레이저 광들을 출사하도록 구성된 면 발광 레이저 어레이로서, According to another embodiment of the present invention, there is provided a surface-emitting laser array configured to emit a plurality of laser lights in a direction perpendicular to a substrate,

기판에 집적된 복수의 면 발광 레이저 소자들A plurality of surface emitting laser elements integrated on the substrate

을 포함하고, / RTI >

상기 면 발광 레이저 소자는,The surface-emitting laser element,

레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And

상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.

을 포함하고, / RTI >

상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 갖는다.The outer region in the exit area has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 레이저 광에 의해 피주사면을 주사하도록 구성된 광 주사 장치로서,According to another embodiment of the present invention, there is provided an optical scanning device configured to scan a scan surface by laser light,

기판에 수직인 방향으로 레이저 광을 출사하는 면 발광 레이저 소자를 포함하는 광원;A light source including a surface-emitting laser element emitting laser light in a direction perpendicular to the substrate;

상기 광원으로부터의 레이저 광을 편향시키는 편향 유닛; 및A deflection unit for deflecting laser light from the light source; And

상기 편향 유닛에 의하여 편향된 레이저 광을 집광시키는 주사 광학계Scanning optical system for condensing laser light deflected by the deflection unit

를 포함하고, Including,

상기 면 발광 레이저 소자는,The surface-emitting laser element,

레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And

상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.

을 포함하고, / RTI >

상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 갖는다.The outer region in the exit area has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 레이저 광에 의해 피주사면을 주사하도록 제공된 광 주사 장치로서,According to another embodiment of the present invention, there is provided an optical scanning device provided for scanning a scan surface by laser light,

기판에 수직인 방향으로 복수의 레이저 광들을 출사하는 면 발광 레이저 어레이를 포함하는 광원;A light source including a surface-emitting laser array that emits a plurality of laser lights in a direction perpendicular to the substrate;

상기 광원으로부터의 레이저 광들을 편향시키는 편향 유닛; 및A deflection unit for deflecting laser lights from the light source; And

상기 편향 유닛에 의하여 편향된 레이저 광들을 집광시키는 주사 광학계Scanning optical system for condensing laser light deflected by the deflection unit

를 포함하고, Including,

상기 면 발광 레이저 어레이는, The surface-emitting laser array,

기판 상에 집적된 복수의 면 발광 레이저 소자들A plurality of surface emitting laser elements integrated on the substrate

을 포함하고, / RTI >

상기 면 발광 레이저 소자는,The surface-emitting laser element,

레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And

상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.

을 포함하고, / RTI >

상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 갖는다.The outer region in the exit area has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화상 형성 장치는, According to another embodiment of the invention, the image forming apparatus,

화상 유지체; 및Image retainers; And

상기 화상 유지체를, 화상 정보에 따라 변조된 레이저 광으로 주사하도록 구성된 광 주사 장치An optical scanning device configured to scan the image retainer with laser light modulated according to image information

를 포함하고, Including,

상기 광 주사 장치는, The optical scanning device,

기판에 수직인 방향으로 레이저 광을 출사하는 면 발광 레이저 소자를 포함하는 광원;A light source including a surface-emitting laser element emitting laser light in a direction perpendicular to the substrate;

상기 광원으로부터의 레이저 광을 편향시키는 편향 유닛; 및A deflection unit for deflecting laser light from the light source; And

상기 편향 유닛에 의하여 편향된 레이저 광을 집광시키는 주사 광학계Scanning optical system for condensing laser light deflected by the deflection unit

를 포함하고, Including,

상기 면 발광 레이저 소자는,The surface-emitting laser element,

레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And

상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.

을 포함하고, / RTI >

상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 갖는다.The outer region in the exit area has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화상 형성 장치는, According to another embodiment of the invention, the image forming apparatus,

화상 유지체; 및Image retainers; And

상기 화상 유지체를, 화상 정보에 따라 변조된 레이저 광으로 주사하도록 구성된 광 주사 장치An optical scanning device configured to scan the image retainer with laser light modulated according to image information

를 포함하고, Including,

상기 광 주사 장치는, The optical scanning device,

기판에 수직인 방향으로 복수의 레이저 광들을 출사하는 면 발광 레이저 어레이를 포함하는 광원;A light source including a surface-emitting laser array that emits a plurality of laser lights in a direction perpendicular to the substrate;

상기 광원으로부터의 레이저 광들을 편향시키는 편향 유닛; 및A deflection unit for deflecting laser lights from the light source; And

상기 편향 유닛에 의하여 편향된 레이저 광들을 집광시키는 주사 광학계Scanning optical system for condensing laser light deflected by the deflection unit

를 포함하고, Including,

상기 면 발광 레이저 어레이는,The surface-emitting laser array,

기판에 집적된 복수의 면 발광 레이저 소자들A plurality of surface emitting laser elements integrated on the substrate

을 포함하고, / RTI >

상기 면 발광 레어저 소자는,The surface-emitting laser element,

레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸도록 제공된 p측 전극; 및A p-side electrode provided to surround the emission area on an emission surface for emitting the laser light; And

상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.

을 포함하고, / RTI >

상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 갖는다.The outer region in the exit area has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions.

본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 함께 이해할 때 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예의 레이저 프린터의 개략 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에서의 광 주사 장치를 도시한 개략도이다.
도 3a는 광원에 포함되는 면 발광 레이저 소자를 설명하기 위한 제1 도이다.
도 3b는 도 3a의 측면과는 상이한 측면에서 본, 광원에 포함되는 면 발광 레이저 소자를 설명하기 위한 제2 도이다.
도 4a는 면 발광 레이저 소자용 기판을 설명하기 위한 제1 도이다.
도 4b는 도 4a의 측면과는 상이한 측면에서 본, 면 발광 레이저 소자용 기판을 설명하기 위한 제2 도이다.
도 5는 활성층 근방의 확대도이다.
도 6a는 면 발광 레이저 소자의 제1 제조 방법을 설명하는 제1 도이다.
도 6b는 면 발광 레이저 소자의 제1 제조 방법을 설명하는 제2 도이다.
도 6c는 면 발광 레이저 소자의 제1 제조 방법을 설명하는 제3 도이다.
도 7a는 면 발광 레이저 소자의 제2 제조 방법을 설명하는 제1 도이다.
도 7b는 면 발광 레이저 소자의 제2 제조 방법을 설명하는 제2 도이다.
도 8은 도 7b에 도시된 메사(mesa)의 상면(top surface)의 확대도이다.
도 9a는 면 발광 레이저 소자의 제3 제조 방법을 설명하는 제1 도이다.
도 9b는 면 발광 레이저 소자의 제3 제조 방법을 설명하는 제2 도이다.
도 9c는 면 발광 레이저 소자의 제3 제조 방법을 설명하는 제3 도이다.
도 10은 도 9c에 도시된 메사의 상면의 확대도이다.
도 11은 면 발광 레이저 소자의 제4 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 12는 고차 횡 모드의 발진의 억압비(SMSR)와 전류 통과 영역의 면적(S) 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 편광 억압비(PMSR)와 편광각(θp) 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 면 발광 레이저 소자의 제1 변형예를 설명하는 도면이다.
도 15는 면 발광 레이저 소자의 비교예를 설명하는 도면이다.
도 16은 발진 모드 분포를 계산하는 데 사용된 면 발광 레이저 소자를 설명하는 도면이다.
도 17은 소 영역의 내경(L5)과 고차 횡 모드에서의 Q 값 간의 관계를 설명하는 도면이다.
도 18은 소 영역의 내경(L5)과 기본 횡 모드의 가로 방향의 광 가둠 계수(Γ) 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 면 발광 레이저 소자의 제2 변형예를 설명하는 도면이다.
도 20a는 면 발광 레이저 소자의 제3 변형예를 설명하는 제1 도이다.
도 20b는 면 발광 레이저 소자의 제3 변형예를 설명하는 제2 도이다.
도 21a는 면 발광 레이저 소자의 제3 변형예의 제조 방법을 설명하는 제1 도이다.
도 21b는 면 발광 레이저 소자의 제3 변형예의 제조 방법을 설명하는 제2 도이다.
도 21c는 면 발광 레이저 소자의 제3 변형예의 제조 방법을 설명하는 제3 도이다.
도 22a는 면 발광 레이저 소자의 제4 변형예를 설명하는 제1 도이다.
도 22b는 면 발광 레이저 소자의 제4 변형예를 설명하는 제2 도이다.
도 23은 제4 변형예의 면 발광 레이저 소자의 제조 과정에서의 메사의 상면의 확대도이다.
도 24는 제4 변형예의 면 발광 레이저 소자의 메사의 상면의 확대도이다.
도 25는 고차 횡 모드의 억제 구조의 유무와 고차 횡 모드의 억제비(SMSR) 간의 관계를 설명하는 도면이다.
도 26은 R2/R1와 편광 모드 억압비(PMSR) 간의 관계를 설명하는 도면이다.
도 27a는 저 반사율 영역의 구성을 설명하는 제1 도이다.
도 27b는 저 반사율 영역의 구성을 설명하는 제2 도이다.
도 27c는 저 반사율 영역의 구성을 설명하는 제3 도이다.
도 27d는 저 반사율 영역의 구성을 설명하는 제4 도이다.
도 27e는 저 반사율 영역의 구성을 설명하는 제5 도이다.
도 27f는 저 반사율 영역의 구성을 설명하는 제6 도이다.
도 28은 면 발광 레이저 어레이를 설명하는 도면이다.
도 29는 도 28의 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 30은 컬러 프린트의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure for demonstrating schematic structure of the laser printer of the Example of this invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the optical scanning device in FIG. 1.
3A is a first diagram for describing a surface-emitting laser element included in a light source.
FIG. 3B is a second view for explaining the surface-emitting laser element included in the light source, as viewed from a side different from that of FIG. 3A.
4A is a first view for explaining a substrate for a surface-emitting laser element.
FIG. 4B is a second view for explaining the substrate for a surface-emitting laser element seen from a side different from that of FIG. 4A.
5 is an enlarged view of the vicinity of the active layer.
6A is a first diagram for explaining the first manufacturing method for the surface-emitting laser element.
FIG. 6B is a second diagram for explaining the first manufacturing method for the surface-emitting laser element. FIG.
6C is a third view for explaining the first manufacturing method for the surface-emitting laser element.
FIG. 7A is a first diagram for describing the second manufacturing method for the surface-emitting laser element. FIG.
7B is a second diagram for describing the second manufacturing method for the surface-emitting laser element.
FIG. 8 is an enlarged view of the top surface of the mesa shown in FIG. 7B.
FIG. 9A is a first diagram for describing the third manufacturing method for the surface-emitting laser element. FIG.
FIG. 9B is a second diagram for describing the third manufacturing method for the surface-emitting laser element. FIG.
9C is a third view for explaining the third manufacturing method for the surface-emitting laser element.
FIG. 10 is an enlarged view of the upper surface of the mesa shown in FIG. 9C.
It is a figure explaining the 4th manufacturing method of a surface emitting laser element.
12 is a diagram for explaining the relationship between the suppression ratio SMSR of oscillation in the higher-order transverse mode and the area S of the current passage region.
FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the polarization suppression ratio PMSR and the polarization angle θp.
It is a figure explaining the 1st modification of the surface emitting laser element.
It is a figure explaining the comparative example of a surface emitting laser element.
16 is a diagram illustrating a surface-emitting laser element used to calculate the oscillation mode distribution.
It is a figure explaining the relationship between the internal diameter L5 of a small area | region, and Q value in high-order transverse mode.
It is a figure for demonstrating the relationship between the internal diameter L5 of a small area | region, and the light confinement coefficient (Γ) of the horizontal direction of a basic horizontal mode.
It is a figure explaining the 2nd modified example of a surface emitting laser element.
20A is a first diagram for explaining a third modification of the surface-emitting laser element.
20B is a second diagram illustrating the third modification of the surface-emitting laser element.
FIG. 21A is a first diagram for describing the method for manufacturing the third modified example of the surface-emitting laser element. FIG.
FIG. 21B is a second diagram for describing the method for manufacturing the third modification example of the surface-emitting laser element. FIG.
21C is a third view for explaining the manufacturing method for the third modification to the surface-emitting laser element.
22A is a first diagram for describing the fourth modification of the surface-emitting laser element.
22B is a second diagram for describing the fourth modification of the surface-emitting laser element.
Fig. 23 is an enlarged view of the upper surface of the mesa in the manufacturing process of the surface-emitting laser element of the fourth modification.
24 is an enlarged view of an upper surface of a mesa of the surface-emitting laser element of the fourth modification.
It is a figure explaining the relationship between the presence or absence of the suppression structure of a higher-order lateral mode, and the suppression ratio (SMSR) of a higher-order lateral mode.
It is a figure explaining the relationship between R2 / R1 and polarization mode suppression ratio (PMSR).
27A is a first diagram for explaining the configuration of a low reflectance region.
27B is a second diagram for explaining the configuration of the low reflectance region.
27C is a third diagram for explaining the configuration of the low reflectance region.
27D is a fourth diagram for explaining the configuration of the low reflectance region.
27E is a fifth diagram for explaining the configuration of the low reflectance region.
27F is a sixth diagram for explaining the configuration of the low reflectance region.
28 is a diagram illustrating a surface emitting laser array.
FIG. 29 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 28.
It is a figure explaining the schematic structure of color printing.

본 발명의 실시예들의 도 1 내지 도 30의 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 시작으로, 본 발명의 실시예를 도 1 내지 도 18에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예의 화상 형성 장치로서 레이저 프린터(1000)의 개략 구성을 도시한다.Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in FIGS. 1 to 30. First, an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 18. 1 shows a schematic configuration of a laser printer 1000 as an image forming apparatus in an embodiment of the present invention.

이 레이저 프린터(1000)는, 광 주사 장치(1010), 감광체 드럼(1030), 차저(charger)(1031), 현상 롤러(1032), 전사 차저(1033), 제전 유닛(1034), 클리닝 유닛(1035), 토너 카트리지(1036), 급지 롤러(1037), 급지 트레이(1038), 레지스트 롤러쌍(1039), 정착 롤러(fuser roller)들(1041), 배지 롤러(paper ejection roller)들(1042), 캐치 트레이(catch tray)(1043), 통신 제어 장치(1050), 및 이들 구성 요소들을 통괄적으로 제어하는 프린터 제어 장치(1060)를 포함한다. 이들 구성 요소들은 프린터 패키지(1044)의 정해진 위치에 수용되어 있다.The laser printer 1000 includes an optical scanning device 1010, a photosensitive drum 1030, a charger 1031, a developing roller 1032, a transfer charger 1033, a static elimination unit 1034, and a cleaning unit ( 1035, toner cartridge 1036, paper feed roller 1037, paper feed tray 1038, resist roller pair 1039, fuser rollers 1041, paper ejection rollers 1042. , A catch tray 1043, a communication control device 1050, and a printer control device 1060 that collectively controls these components. These components are housed in a fixed location in the printer package 1044.

통신 제어 장치(1050)는, 네트워크를 통한 상위 장치(예컨대 퍼스널 컴퓨터를 포함하는)와의 양방향 통신을 제어한다.The communication control device 1050 controls bidirectional communication with a host device (eg, including a personal computer) via a network.

감광체 드럼(1030)은 원통형 부재이며, 그 표면에는 감광층이 형성되어 있다. 보다 자세하게는, 감광체 드럼(1030)은 피주사면을 갖는다. 또한, 감광체 드럼(1030)은 도 1에서의 화살표 방향으로 회전한다.The photosensitive drum 1030 is a cylindrical member, and a photosensitive layer is formed on the surface thereof. In more detail, the photosensitive drum 1030 has a scan surface. In addition, the photosensitive drum 1030 rotates in the direction of the arrow in FIG.

차저(1031), 현상 롤러(1032), 전사 차저(1033), 제전 유닛(1034), 및 클리닝 유닛(1035)은, 감광체 드럼(1030)의 표면 근방에 배치되어 있다. 이들 구성 요소들은, 감광체 드럼(1030)의 회전 방향을 따라서, 차저(1031) → 현상 롤러(1032) → 전사 차저(1033) → 제전 유닛(1034) → 클리닝 유닛(1035)의 순서로 배치되어 있다.The charger 1031, the developing roller 1032, the transfer charger 1033, the antistatic unit 1034, and the cleaning unit 1035 are disposed near the surface of the photoconductive drum 1030. These components are arranged in the order of the charger 1031 → developing roller 1032 → transfer charger 1033 → antistatic unit 1034 → cleaning unit 1035 along the rotational direction of the photosensitive drum 1030. .

차저(1031)는, 감광체 드럼(1030)의 표면을 균일하게 대전시킨다.The charger 1031 charges the surface of the photosensitive drum 1030 uniformly.

광 주사 장치(1010)는, 차저(1031)로 대전된 감광체 드럼(1030)의 표면을, 상위 장치로부터의 화상 정보에 기초하여 변조된 광속으로 주사하여, 감광체 드럼(1030)의 표면에 화상 정보에 대응한 잠상을 형성한다. 여기서 형성된 잠상은, 감광체 드럼(1030)의 회전에 따라 현상 롤러(1032)를 향하여 이동한다. 광 주사 장치(1010)의 구성은 후술한다.The optical scanning device 1010 scans the surface of the photosensitive drum 1030 charged by the charger 1031 at a light beam modulated on the basis of the image information from the host device, and thus the image information on the surface of the photosensitive drum 1030. To form a latent image corresponding to. The latent image formed here moves toward the developing roller 1032 as the photosensitive drum 1030 rotates. The configuration of the optical scanning device 1010 will be described later.

토너 카트리지(1036)는 토너를 포함하고, 이 토너는 현상 롤러(1032)에 제공된다.The toner cartridge 1036 contains toner, which is provided to the developing roller 1032.

현상 롤러(1032)는, 감광체 드럼(1030)의 표면 상에 형성된 잠상에 토너 카트리지(1036)로부터 제공된 토너를 부착시켜, 화상을 가시 가능하게 한다. 여기서, 토너가 부착된 잠상(이하, 간편히 "토너상(toner image)"이라고 한다)은, 감광체 드럼(1030)의 회전에 따라 전사 차저(1033)를 향하여 이동한다.The developing roller 1032 attaches the toner provided from the toner cartridge 1036 to a latent image formed on the surface of the photoconductive drum 1030, thereby making the image visible. Here, the latent image to which the toner is attached (hereinafter, simply referred to as a "toner image") moves toward the transfer charger 1033 in accordance with the rotation of the photosensitive drum 1030.

급지 트레이(1038)는 기록지(1040)를 포함한다. 급지 트레이(1038)의 근방에는 급지 롤러(1037)가 배치되어 있다. 급지 롤러(1037)는, 기록지(1040)의 시트를 급지 트레이(1038)로부터 추출하여, 이 기록지(1040)의 시트(이하, "기록지 시트(1040)"라고 한다)를 레지스트 롤러쌍(1039)에 공급한다. 레지스트 롤러쌍(1039)은, 급지 롤러(1037)에 의해서 추출된 기록지 시트(1040)를 잠시 유지하고, 이 기록지 시트(1040)를 감광체 드럼(1030)의 회전에 따라, 감광체 드럼(1030)과 전사 차저(1033) 간의 간극을 향해 송출한다.The paper feed tray 1038 includes a recording sheet 1040. In the vicinity of the paper feed tray 1038, a paper feed roller 1037 is disposed. The paper feed roller 1037 extracts the sheet of the recording paper 1040 from the paper feed tray 1038, and the sheet of the recording paper 1040 (hereinafter referred to as "recording sheet 1040") is a pair of resist rollers 1039. To feed. The resist roller pair 1039 holds the recording paper sheet 1040 extracted by the paper feed roller 1037 for a while, and the recording sheet sheet 1040 is rotated by the photosensitive drum 1030, so that the photosensitive drum 1030 It feeds toward the gap between the transfer chargers 1033.

전사 차저(1033)에는, 감광체 드럼(1030)의 표면의 토너를 전기적으로 끌어 당기기 위해, 토너의 전압과는 역전압이 인가되어 있다. 이 인가된 전압에 의해, 감광체 드럼(1030)의 표면의 토너상이 기록지 시트(1040)에 전사된다. 여기서, 전사된 기록지 시트(1040)는 정착 롤러(1041)에 보내진다.The transfer charger 1033 is applied with a reverse voltage to the voltage of the toner in order to electrically attract the toner on the surface of the photosensitive drum 1030. By the applied voltage, the toner image on the surface of the photosensitive drum 1030 is transferred to the recording paper sheet 1040. Here, the transferred recording paper sheet 1040 is sent to the fixing roller 1041.

정착 롤러(1041)는, 열과 압력을 기록지 시트(1040)에 가하고, 이것에 의해서 토너가 기록지 시트(1040) 상에 단단히 정착된다. 토너가 정착된 기록지 시트(1040)는 배지 롤러(1042)를 통해 캐치 트레이(1043)에 보내지고, 캐치 트레이(1043) 상에 쌓인다.The fixing roller 1041 applies heat and pressure to the recording paper sheet 1040, whereby the toner is firmly fixed on the recording paper sheet 1040. The recording paper sheet 1040 on which the toner is fixed is sent to the catch tray 1043 through the discharge roller 1042 and stacked on the catch tray 1043.

제전 유닛(1034)은 감광체 드럼(1030)의 표면을 제전한다.The antistatic unit 1034 discharges the surface of the photosensitive drum 1030.

클리닝 유닛(1035)은 감광체 드럼(1030)의 표면에 남은 토너(즉, 잔류 토너)를 제거한다. 잔류 토너가 제거된 감광체 드럼(1030)의 표면은 차저(1031)에 대향하는 위치에 되돌아간다.The cleaning unit 1035 removes toner (i.e., residual toner) remaining on the surface of the photosensitive drum 1030. The surface of the photosensitive drum 1030 from which residual toner has been removed returns to the position opposite the charger 1031.

다음에, 광 주사 장치(1010)의 구성을 설명한다.Next, the structure of the optical scanning apparatus 1010 is demonstrated.

이 광 주사 장치(1010)는, 예로서 도 2에 도시된 바와 같이, 편향기측 주사 렌즈(11a), 상면측 주사 렌즈(11b), 폴리곤 미러(13), 광원(14), 커플링 렌즈(15),개구판(16), 아나모픽 렌즈(17), 반사 미러(18), 및 주사 제어 장치(도 2에 도시 생략)를 포함한다. 이들 구성 요소들은 하우징(30)의 정해진 위치들에 세팅되어 있다.This optical scanning device 1010 is, for example, as shown in Fig. 2, and includes a deflector side scanning lens 11a, an image scanning lens 11b, a polygon mirror 13, a light source 14, and a coupling lens. (15), the aperture plate 16, the anamorphic lens 17, the reflection mirror 18, and a scanning control device (not shown in FIG. 2). These components are set at fixed locations in the housing 30.

이하에서는, 편의상, 주 주사 방향에 대응하는 방향을 "주 주사 대응 방향"이라고 칭하고, 수직 주사 방향에 대응하는 방향을 "수직 주사 대응 방향"이라 칭한다.Hereinafter, for convenience, the direction corresponding to a main scanning direction is called "main scanning correspondence direction", and the direction corresponding to a vertical scanning direction is called "vertical scanning correspondence direction".

커플링 렌즈(15)는 광원(14)으로부터 출사된 광속을 대략 평행한 광속으로 만든다.The coupling lens 15 makes the luminous flux emitted from the light source 14 into a substantially parallel luminous flux.

개구판(16)은, 커플링 렌즈(15)를 통과한 광속의 빔 직경을 규정하는 개구부를 포함한다.The aperture plate 16 includes an opening defining a beam diameter of the light beam passing through the coupling lens 15.

아나모픽 렌즈(17)는, 개구판(16)의 개구부를 통과한 광속을 집광시켜, 반사 미러(18)에 의해 폴리곤 미러(13)의 편향 반사면 근방에 수직 주사 대응 방향으로 결상시킨다.The anamorphic lens 17 condenses the light beam passing through the opening of the aperture plate 16, and forms an image in a vertical scanning-corresponding direction near the deflection reflective surface of the polygon mirror 13 by the reflection mirror 18.

광원(14)과 폴리곤 미러(13) 간의 광로에 배치된 광학계는, 또한 편향기전(before-deflector) 광학계라고도 불린다. 본 실시예에서, 편향기전 광학계는, 커플링 렌즈(15), 개구판(16), 아나모픽 렌즈(17), 및 반사 미러(18)를 포함한다.The optical system arranged in the optical path between the light source 14 and the polygon mirror 13 is also called a before-deflector optical system. In the present embodiment, the deflection mechanism optical system includes a coupling lens 15, an aperture plate 16, an anamorphic lens 17, and a reflection mirror 18.

폴리곤 미러(13)는, 예로서 내접원의 반경이 18 mm인 6면 미러를 포함한다. 6면 미러의 각 사이드 미러는 편향 반사면으로서 작동한다. 폴리곤 미러(13)는, 수직 주사 대응 방향에 평행한 축 주위를 등속 회전하여, 반사 미러(18)로부터의 광속을 편향시킨다.The polygon mirror 13 includes, for example, a six-sided mirror with an inscribed circle radius of 18 mm. Each side mirror of the six-sided mirror acts as a deflecting reflective surface. The polygon mirror 13 is rotated at constant speed around an axis parallel to the vertical scanning-correspondence direction to deflect the light beam from the reflection mirror 18.

편향기측 주사 렌즈(11a)는 폴리곤 미러(13)에 의하여 편향된 광속의 광로에 배치되어 있다.The deflector side scanning lens 11a is arranged in the optical path of the light beam deflected by the polygon mirror 13.

상면측 주사 렌즈(11b)는 편향기측 주사 렌즈(11a)를 통과한 광속의 광로에 배치되어 있다. 상면측 주사 렌즈(11b)를 통과한 광속으로 감광체 드럼(1030)의 표면을 조사함으로써, 감광체 드럼(1030)의 표면 상에 광 스폿이 형성된다. 광 스폿은, 폴리곤 미러(13)의 회전에 따라 감광체 드럼(1030)의 길이 방향으로 이동한다. 보다 자세하게는, 광 스폿은 감광체 드럼(1030)의 표면을 주사한다. 광 스폿의 이동 방향이 "주 주사 방향"이다. 또한, 감광체 드럼(1030)의 회전 방향이 "수직 주사 방향"이다.The image scanning side scanning lens 11b is arrange | positioned at the optical path of the light beam which passed the deflector side scanning lens 11a. The light spot is formed on the surface of the photosensitive drum 1030 by irradiating the surface of the photosensitive drum 1030 with the light beam which passed the image surface side scanning lens 11b. The light spot moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1030 in accordance with the rotation of the polygon mirror 13. In more detail, the light spot scans the surface of the photosensitive drum 1030. The moving direction of the light spot is the "main scanning direction". In addition, the rotation direction of the photosensitive drum 1030 is a "vertical scanning direction".

폴리곤 미러(13)와 감광체 드럼(1030) 간의 광로에 배치되는 광학계는, 주사 광학계라고 불린다. 본 실시예에서, 주사 광학계는, 편향기측 주사 렌즈(11a)와 상면측 주사 렌즈(11b)를 포함한다. 또한, 편향기측 주사 렌즈(11a)와 상면측 주사 렌즈(11b) 간의 광로, 및 상면측 주사 렌즈(11b)와 감광체 드럼(1030) 간의 광로 중 하나 이상에, 하나 이상의 절첩(turn-back) 미러가 배치될 수도 있다.The optical system arranged in the optical path between the polygon mirror 13 and the photosensitive drum 1030 is called a scanning optical system. In this embodiment, the scanning optical system includes a deflector side scanning lens 11a and an image plane side scanning lens 11b. In addition, one or more turn-backs are provided in at least one of an optical path between the deflector side scanning lens 11a and the image scanning lens 11b and an optical path between the image scanning lens 11b and the photosensitive drum 1030. Mirrors may be arranged.

광원(14)은, 예로서 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 면 발광 레이저 소자(100)를 포함한다. 본 명세서는, 레이저 발진 방향을 Z축 방향으로 하고, Z축 방향에 수직인 면 내에서 상호 직교하는 2개의 방향들을 X축 방향 및 Y축 방향으로 하여 설명한다. 도 3a는 면 발광 레이저 소자(100)의 X-Z 면에 평행한 단면도를 도시하는 도면이다. 도 3b는 면 발광 레이저 소자(100)의 Y-Z 면에 평행한 단면도를 도시하는 도면이다.The light source 14 includes a surface emitting laser element 100, as shown by way of example in FIGS. 3A and 3B. In this specification, a laser oscillation direction is made into the Z-axis direction, and two directions orthogonal to each other in the surface perpendicular | vertical to a Z-axis direction are demonstrated as an X-axis direction and a Y-axis direction. 3A is a diagram showing a cross-sectional view parallel to the X-Z plane of the surface-emitting laser element 100. 3B is a diagram showing a cross-sectional view parallel to the Y-Z plane of the surface-emitting laser element 100.

면 발광 레이저 소자(100)는, 발진 파장이 780 nm 대의 면 발광 레이저를 출사한다. 면 발광 레이저 소자(100)는, 기판(101), 버퍼층(102), 하부 반도체 DBR(즉, 분포 브래그 반사기(Distributed Bragg Reflector))(103), 하부 스페이서층(104), 활성층(105), 상부 반도체 DBR(107), 및 컨택트층(109) 등을 포함한다.The surface emitting laser element 100 emits a surface emitting laser having an oscillation wavelength of 780 nm. The surface emitting laser device 100 includes a substrate 101, a buffer layer 102, a lower semiconductor DBR (ie, a distributed Bragg reflector) 103, a lower spacer layer 104, an active layer 105, An upper semiconductor DBR 107, a contact layer 109, and the like.

기판(101)은 경면 연마면을 갖는다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 경면 연마면(또한 주요면이라고도 칭함)의 법선 방향은, 결정 방위 [1 0 0]로부터, 결정 방위 [1 1 1]의 A 방향을 향하여 15도(즉, θ = 15도) 경사진다. 기판(101)은 n-GaAs 단결정 기판이며, 소위 경사 기판이다. 여기서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 기판(101)은, 결정 방위 [0 -1 1] 방향이 +X 방향이 되고, 결정 방위 [0 1 -1] 방향이 -X 방향이 되도록 배치되어 있다.The substrate 101 has a mirror polished surface. As shown in Fig. 4A, the normal direction of the mirror polished surface (also referred to as the main surface) is 15 degrees from the crystal orientation [1 0 0] toward the A direction of the crystal orientation [1 1 1] (that is, θ). = 15 degrees) sloped. The substrate 101 is an n-GaAs single crystal substrate and is a so-called inclined substrate. Here, as shown in FIG. 4B, the substrate 101 is arranged so that the crystal orientation [0-1 1] direction becomes the + X direction and the crystal orientation [0 1 -1] direction becomes the -X direction. .

또한, 기판(101)용으로 경사 기판을 이용함으로써, 편광 방향을 X축 방향으로 안정시키고자 하는 편광 제어 작용이 작동한다.In addition, by using the inclined substrate for the substrate 101, the polarization control action to stabilize the polarization direction in the X-axis direction is activated.

도 3a에 도시된 바와 같이, 버퍼층(102)은 n-GaAs를 포함하고, 기판(101)의 +Z측 표면 상에 적층된다.As shown in FIG. 3A, the buffer layer 102 includes n-GaAs and is stacked on the + Z side surface of the substrate 101.

하부 반도체 DBR(103)은, 버퍼층(102)의 +Z 측에 적층되고, n-AlAs를 포함하는 저 굴절률층과, n-Al0 .3Ga0 .7As를 포함하는 고 굴절률층의 40.5쌍을 포함한다. 도 5를 참조하면, 인접하는 굴절률층들의 사이에는, 전기 저항을 저감하기 위해서, 한 조성에서 다른 조성으로 조성이 서서히 변화하는, 두께 20 nm의 조성 경사층들(20)이 제공되어 있다. 굴절률층들 각각은 인접하는 층들의 절반을 포함하고, 발진 파장을 λ라고 하면, λ/4의 광학적 두께를 갖도록 설정되어 있다. 광학적 두께가 λ/4일 때, 그 층의 실제 두께(D)는 D = λ/4n(여기서, n은 그 층의 매질의 굴절률)이다.A lower semiconductor DBR (103) is laminated on the + Z side of the buffer layer 102, and the low-refractive index layer including the n-AlAs, n-Al 0 .3 Ga 0 .7 40.5 of the high refractive index layer containing As It contains a pair. Referring to FIG. 5, composition inclined layers 20 having a thickness of 20 nm are provided between adjacent refractive index layers, in which the composition gradually changes from one composition to another in order to reduce electrical resistance. Each of the refractive index layers includes half of the adjacent layers, and is set to have an optical thickness of λ / 4 if the oscillation wavelength is λ. When the optical thickness is λ / 4, the actual thickness D of the layer is D = λ / 4n, where n is the refractive index of the medium of the layer.

하부 스페이서층(104)은, 비도핑의 (Al0 .1Ga0 .9)0.5In0 .5P를 포함하고, 하부 반도체 DBR(103)의 +Z 측에 적층된다.The lower spacer layer 104, the non-doped (Al 0 .1 Ga 0 .9) is laminated on the + Z side of the In 0.5 0 .5 P and includes a lower semiconductor DBR (103) a.

활성층(105)은, 3개의 양자 우물층들(105a)과 4개의 장벽층들(105b)을 포함하는 3중 양자 우물 구조를 갖고, 하부 스페이서층(104)의 +Z 측에 적층된다(도 5 참조). 양자 우물층들(105a) 각각은, 0.7%의 압축 변형을 유발하는 GaInAsP의 조성을 포함하고, 약 780 nm의 밴드 갭 파장을 갖는다. 또한, 장벽층들(105b) 각각은, 0.6%의 압축 변형을 유발하는 GaInP의 조성을 포함한다.The active layer 105 has a triple quantum well structure including three quantum well layers 105a and four barrier layers 105b and is stacked on the + Z side of the lower spacer layer 104 (FIG. 5). Each of the quantum well layers 105a includes a composition of GaInAsP that causes a compressive strain of 0.7% and has a band gap wavelength of about 780 nm. In addition, each of the barrier layers 105b includes a composition of GaInP that causes a compressive strain of 0.6%.

상부 스페이서층(106)은, 비도핑의 (Al0 .1Ga0 .9)0.5In0 .5P를 포함하는 층이며, 활성층(105)의 +Z 측에 적층된다.The upper spacer layer 106 is a layer containing a non-doped (Al 0 .1 Ga 0 .9) 0.5 In 0 .5 P, is laminated on the + Z side of the active layer 105.

하부 스페이서층(104), 활성층(105), 및 상부 스페이서층(106)을 포함하는 부분은 공진기 구조체로 불리고, 그 두께는 1 파장의 광학 두께가 되도록 설정되어 있다(도 5 참조). 활성층(105)은, 높은 유도 방출 확률(stimulated emission probability)을 획득하도록, 전계의 정재파 분포의 파복(antinode)에 대응하는 위치인 공진기 구조체의 중간에 제공된다.The portion including the lower spacer layer 104, the active layer 105, and the upper spacer layer 106 is called a resonator structure, and its thickness is set to be an optical thickness of one wavelength (see Fig. 5). The active layer 105 is provided in the middle of the resonator structure at a position corresponding to an antinode of the standing wave distribution of the electric field, so as to obtain a high stimulated emission probability.

상부 반도체 DBR(107)는, 상부 스페이서층(106)의 +Z 측에 적층되고, p-Al0.9Ga0.1As를 포함하는 저 굴절률층과 p-Al0 .3Ga0 .7As를 포함하는 고 굴절률층의 23쌍들을 포함한다.An upper semiconductor DBR (107) is laminated on the + Z side of the upper spacer layer 106, comprising a p-Al 0.9 Ga 0.1 As low refractive index layer and a p-Al 0 .3 Ga 0 .7 As containing 23 pairs of high refractive index layers.

상부 반도체 DBR(107)에서의 인접하는 굴절률층들 사이에는, 전기 저항을 저감하기 위해서, 한 조성으로부터 다른 조성으로 조성이 서서히 변화하는 조성 경사층들이 제공된다. 굴절률층들 각각은, 인접하는 층들의 절반을 포함하고, λ/4의 광학적 두께를 갖도록 설정되어 있다.Between adjacent refractive index layers in the upper semiconductor DBR 107, in order to reduce the electrical resistance, composition gradient layers in which the composition gradually changes from one composition to another are provided. Each of the refractive index layers comprises half of the adjacent layers and is set to have an optical thickness of λ / 4.

상부 반도체 DBR(107)에서의 저 굴절률층들 중 하나에는, p-AlAs를 포함하고 30 nm 두께를 갖는 선택적 산화층(108)이 삽입되어 있다. 선택적 산화층(108)의 삽입 위치는, 전계의 정재파에서 활성층(105)으로부터 제3 노드에 대응한다.In one of the low refractive index layers in the upper semiconductor DBR 107 is inserted an optional oxide layer 108 containing p-AlAs and having a thickness of 30 nm. The insertion position of the selective oxide layer 108 corresponds to the third node from the active layer 105 in the standing wave of the electric field.

컨택트층(109)은, p-GaAs를 포함하며, 상부 반도체 DBR(107)의 +Z측에 적층된다.The contact layer 109 includes p-GaAs and is stacked on the + Z side of the upper semiconductor DBR 107.

기판(101) 상에 적층된 복수의 반도체층들을 포함하는 이러한 구조를 이하 "적층체(laminated body)"로 칭한다.Such a structure including a plurality of semiconductor layers stacked on the substrate 101 is hereinafter referred to as a "laminated body".

다음, 면 발광 레이저 소자의 제조 방법을 간단히 설명한다. 원하는 편광 방향(원하는 편광 방향 P라고 불리는)은 X축 방향으로 한다.Next, the manufacturing method of a surface emitting laser element is demonstrated briefly. The desired polarization direction (called desired polarization direction P) is taken as the X-axis direction.

(1) 도 6a에서, 유기 금속 화학 증착법(MOCVD 법) 또는 분자선 에피택시(MBE 법)와 같은 결정 성장에 의해서 적층체가 형성된다.(1) In Fig. 6A, a laminate is formed by crystal growth such as an organometallic chemical vapor deposition method (MOCVD method) or molecular beam epitaxy (MBE method).

Ⅲ족 원료로서, 트리메틸알루미늄(TMA), 트리메틸갈륨(TMG), 및 트리메틸인듐(TMI)이 사용된다. V족 원료로서, 포스핀(PH3), 및 아르신(AsH3)이 사용된다. p형 도펀트의 원료로서, 사브롬화탄소(CBr4) 및 디메틸징크(DMZn)가 사용된다. n 형 도펀트의 원료로서, 셀레늄화수소가 사용된다.As the group III raw material, trimethylaluminum (TMA), trimethylgallium (TMG), and trimethylindium (TMI) are used. As group V raw materials, phosphine (PH 3 ) and arsine (AsH 3 ) are used. As raw materials for the p-type dopant, carbon tetrabromide (CBr 4 ) and dimethylzinc (DMZn) are used. Hydrogen selenide is used as a raw material for the n-type dopant.

(2) 적층체의 표면에 한변이 25 ㎛의 정사각형의 레지스트 패턴이 형성된다.(2) On the surface of the laminate, a square resist pattern of 25 mu m in one side is formed.

(3) Cl2 가스를 이용하는 ECR 에칭법으로, 상기 레지스트 패턴을 포토 마스크로서 사용하여, 사각 기둥의 메사(mesa) 구조체(이하에서는, 편의상 "메사"라고 칭함)가 형성된다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 에칭의 저면은 하부 스페이서층(104) 내에 위치하도록 설정되었다.(3) In the ECR etching method using Cl 2 gas, a mesa structure (hereinafter referred to as "mesa" for convenience) of a square pillar is formed using the resist pattern as a photo mask. As shown in FIG. 6B, the bottom of the etch was set to be located in the lower spacer layer 104.

(4) 포토 마스크가 제거된다(도 6b 참조).(4) The photo mask is removed (see FIG. 6B).

(5) 적층체가 수증기 속에서 열 처리된다. 이에 따라, 도 6c에 도시된 바와 같이, 선택적 산화층(108)에서의 Al(즉, 알루미늄)이 메사의 외주부에서 선택적으로 산화되고, 메사의 중앙부에 비산화 영역(108b)이 잔류된다. 보다 자세하게는, 발광부의 구동 전류의 경로를 메사의 중앙부만으로 제한하는, 소위 산화 협착 구조체가 형성된다. 비산화 영역(108b)은 전류 통과 영역(즉, 전류 주입 영역)이다. 따라서, 예컨대 폭 4 ㎛ 내지 6 ㎛의 대략 정사각형의 전류 통과 영역이 형성된다.(5) The laminate is heat treated in water vapor. Accordingly, as shown in FIG. 6C, Al (ie, aluminum) in the selective oxide layer 108 is selectively oxidized at the outer periphery of the mesa, and the non-oxidized region 108b remains at the center of the mesa. More specifically, a so-called oxidative constriction structure is formed, which restricts the path of the drive current of the light emitting portion to only the center portion of the mesa. The non-oxidation region 108b is a current passing region (ie, current injection region). Thus, for example, an approximately square current passing region of 4 μm to 6 μm in width is formed.

(6) 도 7a에 도시된 바와 같이, 화학적 기상 증착법을 이용하여 SiN을 포함하는 보호층(111)이 형성된다. 보호층(111)의 광학적 두께는 λ/4이도록 설정된다. 구체적으로는, SiN의 굴절률(n)이 1.86이고, 발진 파장(λ)이 780 nm 이므로, 실제의 막 두께(λ/4n와 동일)는 약 105 nm에 설정된다.(6) As shown in Fig. 7A, a protective layer 111 containing SiN is formed by chemical vapor deposition. The optical thickness of the protective layer 111 is set to be λ / 4. Specifically, since the refractive index n of SiN is 1.86 and the oscillation wavelength λ is 780 nm, the actual film thickness (same as λ / 4n) is set to about 105 nm.

(7) 레이저 광의 출사면이 되는 메사의 상부에, p측 전극 컨택트용 개구를 형성하기 위한 에칭 마스크(마스크(M)이라고 칭함)가 형성된다. 도 7a 및 도 7b에서의 메사를 추출하여 확대한 도 8에 도시된 바와 같이, 메사의 주위, 메사의 상면의 주위, 및 메사의 상면의 중심부를 가로질러, 원하는 편광 방향(P)(X축 방향)에 평행한 방향으로 서로 마주보는 2개의 소 영역들(즉, 제1 소 영역과 제2 소 영역)을 에칭하지 않도록 마스크(M)가 형성된다. 보다 구체적으로는, 도 8에서, L1은 5 ㎛에 설정되고, L2은 2 ㎛에 설정되고, L3은 8 ㎛에 설정된다.(7) An etching mask (referred to as mask M) for forming an opening for p-side electrode contact is formed on an upper portion of the mesa serving as the emission surface of the laser light. As shown in FIG. 8 in which the mesa in FIGS. 7A and 7B is extracted and enlarged, the desired polarization direction P (X axis) is crossed across the periphery of the mesa, the periphery of the upper surface of the mesa, and the central portion of the upper surface of the mesa. The mask M is formed so as not to etch the two small regions (ie, the first small region and the second small region) facing each other in a direction parallel to the direction. More specifically, in Fig. 8, L1 is set to 5 mu m, L2 is set to 2 mu m, and L3 is set to 8 mu m.

(8) BHF(즉, Buffered Hydrofluoric acid) 에칭에 의하여 보호층(111)이 에칭되어, p측 전극 컨택트의 개구가 형성된다.(8) The protective layer 111 is etched by BHF (that is, Buffered Hydrofluoric acid) etching to form an opening of the p-side electrode contact.

(9) 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 마스크(M)가 제거된다. 이하, 제1 소 영역에 잔존하는 보호층(111)을 "투명층(11A)"이라고 하고, 제2 소 영역에 잔존하는 보호층(111)을 "투명층(111B)"이라고 한다.(9) As shown in Figs. 9A and 9B, the mask M is removed. Hereinafter, the protective layer 111 remaining in the first small region is referred to as "transparent layer 11A", and the protective layer 111 remaining in the second small region is referred to as "transparent layer 111B".

(10) 메사의 상부의 광출사부(즉, 금속층의 개구부)로 되는 영역에 한변 10 ㎛의 정사각형의 레지스트 패턴을 형성하여, p측의 전극 재료의 증착이 수행된다. p측의 전극 재료로서 Cr/AuZn/Au 또는 Ti/Pt/Au를 포함하는 다층막이 사용된다.(10) A square resist pattern of one side of 10 mu m is formed in a region serving as the light exit portion (i.e., the opening of the metal layer) on the upper side of the mesa, and vapor deposition of the p-side electrode material is performed. As the p-side electrode material, a multilayer film containing Cr / AuZn / Au or Ti / Pt / Au is used.

(11) 도 9c에 도시된 바와 같이, 광 출사부가 되는 영역(즉, 출사 영역)에 증착된 전극 재료에 리프트 오프(lift off) 기술을 적용하여, p측 전극(113)이 형성된다. p측 전극(113)으로 둘러싸인 영역이 출사 영역이다. 도 10은 도 9c에서 추출된 메사의 확대도를 도시한다. 출사 영역의 구성은, 한변이 L4(10 ㎛)인 정사각형이다. 본 실시예에서, 2개의 소 영역들(제1 소 영역과 제2 소 영역)에, 광학적 두께가 λ/4인, SiN을 포함하는 투명한 유전체막으로서 투명층(111A)과 투명층(111B)이 존재한다. 이에 따라, 2개의 소 영역들(즉, 제1 소 영역과 제2 소 영역)의 반사율은 출사 영역의 중심부의 반사율보다 작다.(11) As shown in Fig. 9C, the p-side electrode 113 is formed by applying a lift off technique to the electrode material deposited in the region (i.e., the emission region) to be the light exit portion. An area surrounded by the p-side electrode 113 is an emission area. FIG. 10 shows an enlarged view of the mesa extracted from FIG. 9C. The configuration of the emission area is a square whose one side is L4 (10 µm). In this embodiment, the transparent layer 111A and the transparent layer 111B exist in two small regions (the first small region and the second small region) as a transparent dielectric film containing SiN having an optical thickness of λ / 4. do. Accordingly, the reflectance of the two small regions (ie, the first small region and the second small region) is smaller than the reflectance of the central portion of the emission region.

(12) 도 11에 도시된 바와 같이, 기판(101)의 이면을 정해진 두께(예컨대, 100 ㎛ 정도)에 도달할 때까지 연마한 후, n측 전극(114)이 형성된다. 여기서는, n측 전극(114)은 Au/Ni/Au를 포함하는 다층막이다.(12) As shown in FIG. 11, the back surface of the substrate 101 is polished until it reaches a predetermined thickness (for example, about 100 µm), and then the n-side electrode 114 is formed. Here, the n-side electrode 114 is a multilayer film containing Au / Ni / Au.

(13) 어닐링에 의해서, p측 전극(113)과 n측 전극(114) 간의 오믹 컨택트가 형성된다. 이에 따라, 메사는 발광부가 된다.(13) By annealing, ohmic contacts are formed between the p-side electrode 113 and the n-side electrode 114. Thus, the mesa becomes the light emitting portion.

(14) 칩들이 절단되어 서로 분리된다.(14) The chips are cut and separated from each other.

이와 같이 하여 제조된 면 발광 레이저 소자(100)에 관해서, 광 출력이 2.0 mW이 될 때의 고차 횡 모드의 SMSR(즉, Side Mode Suppression Ratio)과, 전류 통과 영역의 면적(S) 간의 관계를 획득했다. 이 관계의 결과가 비교예와 함께 도 12에 나타나 있다.In the surface-emitting laser element 100 manufactured as described above, the relationship between the SMSR (i.e., Side Mode Suppression Ratio) of the high-order lateral mode when the light output is 2.0 mW and the area S of the current passing-through area is determined. Obtained. The result of this relationship is shown in FIG. 12 with a comparative example.

도 12에서의 도면 부호 A는 본 발명의 실시예의 면 발광 레이저 소자(100)의 특성 곡선이고, 도면 부호 B는 출사 영역이 유전체막을 포함하지 않은 비교예의 면 발광 레이저 소자의 특성 곡선을 나타낸다. 도면 부호 B의 경우, 전류 통과 영역의 면적이 증가됨에 따라, 출사 영역의 주변부에 광 출력의 피크를 갖는 고차 횡 모드가 발진하는 경향이 있기 때문에, SMSR가 현저히 감소된다. 한편, 도면 부호 A의 경우에는, 도면 부호 B의 경우에 비해 SMSR가 5 dB에서 15 dB 향상된다. 특히, 면적(S)이 30 ㎛2 이하인 범위에서 약 25 dB 보다 큰 SMSR이 획득된다.12 is a characteristic curve of the surface emitting laser element 100 of the Example of this invention, and B is the characteristic curve of the surface emitting laser element of the comparative example in which the emission area does not contain a dielectric film. In the case of reference numeral B, as the area of the current passing-through area is increased, the SMSR is significantly reduced because a higher-order transverse mode having a peak of light output tends to oscillate at the periphery of the emission area. On the other hand, in the case of reference numeral A, the SMSR is improved from 5 dB to 15 dB compared with the case of reference numeral B. FIG. In particular, an SMSR larger than about 25 dB is obtained in the range where the area S is 30 μm 2 or less.

일반적으로, 기본 횡 모드의 광 출력은, 출사 영역의 중심 부근에서 가장 크고, 광 출력의 위치가 중심에서 떨어짐에 따라 저하되는 경향이 있다. 한편, 고차 횡 모드의 광 출력은, 주변부에서 가장 크고, 광 출력의 위치가 중심에 근접함에 따라서 저하되는 경향이 있다. 본 실시예에서, 출사 영역의 주변부에서 설정된 2개의 소 영역들(즉, 제1 소 영역, 제2 소 영역)의 반사율은, 중심부의 반사율보다도 낮도록 설정되어, 기본 횡 모드에 대한 반사율을 저하시키지 않고 고차 횡 모드의 반사율을 저하하도록 작용하고, 고차 횡 모드의 발진을 억제하도록 작용한다.In general, the light output of the basic lateral mode is the largest near the center of the emission area, and tends to decrease as the position of the light output is dropped from the center. On the other hand, the light output of the higher order lateral mode is the largest at the periphery, and tends to decrease as the position of the light output approaches the center. In the present embodiment, the reflectances of the two small regions (i.e., the first small region and the second small region) set at the periphery of the emission area are set to be lower than the reflectance of the central portion, thereby lowering the reflectance for the basic transverse mode. It acts to lower the reflectance of the higher-order transverse mode without suppressing the oscillation.

또한, 면 발광 레이저 소자(100)에 관하여, PMSR(즉, 편광 모드 억압비; Polarizatoin Mode Suppression Ratio)과 편광각(θp) 간의 관계가 획득되었다. 도 13은 비교예와 함께 그 결과를 나타낸다. 여기서, 편광 모드 억압비란, 원하는 편광 방향에 수직인 방향의 광 강도에 대한 원하는 편광 방향의 광 강도의 비를 의미하고, 예컨대 복사기는 20 dB 정도의 편광 모드 억압비를 필요로 한다. 여기서, Y축 방향은 편광각(θp = 0 도)을 나타내고, X축 방향은 편광 방향각(θp = 90도)을 나타낸다.In addition, with respect to the surface-emitting laser element 100, a relationship between PMSR (i.e., Polarizatoin Mode Suppression Ratio) and polarization angle [theta] p was obtained. 13 shows the result together with the comparative example. Here, the polarization mode suppression ratio means the ratio of the light intensity in the desired polarization direction to the light intensity in the direction perpendicular to the desired polarization direction. For example, the copier requires a polarization mode suppression ratio of about 20 dB. Here, the Y-axis direction represents the polarization angle (θp = 0 degrees), and the X-axis direction represents the polarization direction angle (θp = 90 degrees).

도 13에서 도면 부호 A는 본 발명의 실시예의 면 발광 레이저 소자(100)의 경우를 나타낸다. 도 13에서의 도면 부호 C는, 예로서 도 14에 도시된 바와 같이, 면 발광 레이저 소자(100)가 Z축 주위에 90도 회전하는 경우와 동일한 면 발광 레이저 소자의 변형예를 나타낸다. 또한, 도 13에서의 도면 부호 D는, 도 15에 도시된 바와 같이, 출사 영역의 중앙부를 둘러싸는 하나의 소 영역이 설정된 발광 영역을 포함하고, 이 소 영역에 형성된, 광학적 두께가 λ/4인 투명한 유전체막을 포함하는 면 발광 레이저 소자의 비교예를 도시한다.In Fig. 13, reference numeral A denotes the case of the surface-emitting laser element 100 of the embodiment of the present invention. Reference numeral C in FIG. 13 denotes a modification of the same surface-emitting laser element as when, for example, the surface-emitting laser element 100 rotates 90 degrees around the Z axis, as shown in FIG. 14. In addition, the code | symbol D in FIG. 13 includes the light emitting area in which one small area | region was set surrounding the center part of an emission area | region, as shown in FIG. 15, and the optical thickness formed in this small area | region is (lambda) / 4 The comparative example of the surface-emission laser element containing the phosphorus transparent dielectric film is shown.

그 결과, 도면 부호 A의 경우에서는, 편광 방향은 X축 방향에서 안정된다. 또한 그 결과, 도면 부호 C의 경우에서는, 편광 방향은 Y축 방향에서 안정된다. 모든 경우에서, 도면 부호 D의 경우보다 PMSR이 약 5 dB 보다 높았다. 한편, 도면 부호 D의 경우에서는, 편광 방향은 X축 방향에서 안정되나, PMSR는 10 dB보다 낮았고, 때때로 편광 방향이 불안정하였다.As a result, in the case of reference numeral A, the polarization direction is stabilized in the X-axis direction. As a result, in the case of reference numeral C, the polarization direction is stabilized in the Y-axis direction. In all cases, the PMSR was about 5 dB higher than the case of reference D. On the other hand, in the case of reference numeral D, the polarization direction is stable in the X-axis direction, but the PMSR is lower than 10 dB, and sometimes the polarization direction is unstable.

투명한 유전체막이 형성되는 복수의 소 영역들을 형성함으로써 편광 안정성이 향상한 요인으로서, 2개의 상호 수직인 방향(X축 방향과 Y축 방향)에서의 가둠 작용은 형상 이방성을 가졌다는 것으로 생각된다. 본 실시예에서, 편광 방향이 X축 방향과 일치하는 광은, 출사 영역의 주변부의 반사율보다 높은 반사율을 갖는 출사 영역의 중심부에의 가둠 작용을 가하고, 편광 방향이 Y축 방향과 일치하는 광보다 발진 임계값이 저하된다. 그 결과로서, 편광 모드 억압비가 향상했다고 생각된다.As a factor in which the polarization stability is improved by forming a plurality of small regions in which a transparent dielectric film is formed, it is considered that the confinement action in two mutually perpendicular directions (the X-axis direction and the Y-axis direction) has shape anisotropy. In this embodiment, the light whose polarization direction coincides with the X-axis direction exerts a confinement action on the center of the emission area having a reflectance higher than the reflectance of the peripheral portion of the emission area, and the light polarization direction is higher than the light which coincides with the Y-axis direction. The oscillation threshold is lowered. As a result, it is thought that the polarization mode suppression ratio improved.

예로서, 도 16에 도시된 바와 같이, 원형의 출사 영역 내의 출사 영역의 중앙부를 둘러싸는 하나의 링형 소 영역(111)이 설정되고, 이 소 영역(111)에 광학적 두께가 λ/4인 투명한 유전체막이 형성되고, 이로써 면 발광 레이저 소자(계산된 면 발광 레이저 소자)가 구성되었다. 면 발광 레이저 소자에 관하여, 소 영역(111)의 폭(L6)이 3 ㎛로 고정되었고, 소 영역(111)의 내경을 변경하면서 발진 모드 분포가 계산되었다. 계산시, 전류 통과 영역의 직경이 4.5 ㎛로서 설정되었다. 또한, 도 16에서, 편의상, 면 발광 레이저 소자와 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용된다.For example, as shown in Fig. 16, one ring-shaped small region 111 surrounding the central portion of the emission region in the circular emission region is set, and the small region 111 is transparent with an optical thickness of λ / 4. A dielectric film was formed, thereby constructing a surface emitting laser element (calculated surface emitting laser element). Regarding the surface-emitting laser element, the width L6 of the small region 111 was fixed at 3 μm, and the oscillation mode distribution was calculated while changing the inner diameter of the small region 111. In calculation, the diameter of the current passing-through area was set as 4.5 mu m. In addition, in Fig. 16, the same reference numerals are used for the same components as the surface-emitting laser element for convenience.

도 17은, 이 계산으로부터 얻은, 소 영역(111)의 내경(L5)과 고차 횡 모드에서의 Q 값 간의 관계를 도시한다. 이것에 의하면, 내경(L5)이 1 ㎛에서 증가함에 따라, Q 값이 실질적으로 감소하는 것이 주목된다. 이것은, 고차 횡 모드에 있어서의 광 강도가 높은 부분이 소 영역(111)과 중복되어, 고차 횡 모드의 발진이 억제된 것이기 때문이다. 보다 구체적으로는, 내경(L5)을 5 ㎛ 내지 9 ㎛ 범위에 설정함으로써 고차 횡 모드의 발진을 실질적으로 억제할 수 있다.FIG. 17 shows the relationship between the inner diameter L5 of the small region 111 and the Q value in the higher-order transverse mode obtained from this calculation. According to this, it is noted that as the inner diameter L5 increases at 1 mu m, the Q value decreases substantially. This is because the portion of the high light intensity in the higher-order lateral mode overlaps with the small region 111, and oscillation in the higher-order lateral mode is suppressed. More specifically, by setting the inner diameter L5 to 5 micrometers-9 micrometers, oscillation of a higher-order lateral mode can be suppressed substantially.

또한, 도 18은, 상기 계산으로부터 얻어진, 소 영역(111)의 내경(L5)과 고차 횡 모드의 가로 방향의 광 가둠 계수(Γ) 간의 관계를 도시한다. 이것에 의하면, 가로 방향의 광 가둠 작용은, 내경(L5)이 5 ㎛ 이하이면 강하고, 내경(L5)이 5 ㎛ 보다 크면, 내경(L5)이 증가함에 따라 광 가둠 작용이 감소한다는 것이 주목된다. 이로 인하여, 복수의 소 영역들을 형성함으로써 그리고 소 영역들 간에 간격을 제공함으로써, 가로 방향의 광 가둠 작용에 형상 이방성을 생기게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 강한 광 가둠 작용의 방향의 편광 성분은, 약한 광 가둠 작용의 방향의 편광 성분보다 용이하게 발진하는 경향이 있어, 편광 방향을 광 가둠 작용이 강한 방향으로 제어할 수 있게 된다.18 shows the relationship between the inner diameter L5 of the small region 111 obtained from the above calculation and the light confinement coefficient Γ in the horizontal direction of the higher-order transverse mode. According to this, it is noted that the light confinement action in the lateral direction is strong when the inner diameter L5 is 5 μm or less, and that when the inner diameter L5 is larger than 5 μm, the light confinement action decreases as the inner diameter L5 increases. . This makes it possible to create a shape anisotropy in the light confinement action in the lateral direction by forming a plurality of small regions and providing a gap between the small regions. As a result, the polarization component in the direction of the strong light confinement action tends to oscillate more easily than the polarization component in the direction of the weak light confinement action, and the polarization direction can be controlled in the direction in which the light confinement action is strong.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 면 발광 레이저 소자(100)에 의하면, 기판(101) 상에, 버퍼층(102), 하부 반도체 DBR(103), 하부 스페이서층(104), 활성층(105), 상부 스페이서층(106), 상부 반도체 DBR(107), 및 컨택트층(109)이 적층되어 있다. 또한, 면 발광 레이저 소자(100)는, 레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸도록 제공된 p측 전극(113), 및 기판(101) 측의 n측 전극(114)을 포함한다. 또한, 출사 영역 내의 중심부 외부의 2개의 소 영역들(즉, 제1 소 영역과 제2 소 영역)에는, 각 소 영역의 반사율을 출사 영역의 중심부의 반사율보다도 낮게 하기 위한 광학적으로 투명한 유전체막인 투명층(111A) 및 투명층(111B)이 λ/4의 광학적 두께로 형성되어 있다.As described above, according to the surface-emitting laser element 100 of the present embodiment, on the substrate 101, the buffer layer 102, the lower semiconductor DBR 103, the lower spacer layer 104, the active layer 105, and the upper portion The spacer layer 106, the upper semiconductor DBR 107, and the contact layer 109 are stacked. In addition, the surface-emitting laser element 100 includes a p-side electrode 113 provided to surround the emission area and an n-side electrode 114 on the substrate 101 side on the emission surface for emitting the laser light. . In addition, two small regions (ie, the first small region and the second small region) outside the central portion in the emission region are optically transparent dielectric films for lowering the reflectance of each small region than the reflectance of the central portion of the emission region. The transparent layer 111A and the transparent layer 111B are formed with the optical thickness of (lambda) / 4.

이 경우에서, 출사면 상에 형성된 광학적으로 투명한 막에 의해, 출사 영역의 주변부의 반사율이 출사 영역의 중심부의 반사율보다 상대적으로 낮게 되어, 기본 횡 모드의 광 출력을 저하시키지 않고, 고차 횡 모드의 발진을 억제할 수 있게 된다.In this case, with the optically transparent film formed on the exit surface, the reflectance of the periphery of the exit area becomes relatively lower than the reflectance of the center of the exit area, without degrading the light output of the basic transverse mode, The rash can be suppressed.

또한, 면 발광 레이저 소자(100)는, 상대적으로 높은 반사율을 갖는 출사 영역의 중심부를, 서로 수직인 방향으로 형상 이방성을 갖는 구성으로서 가져, 레이저 광에 가한 가로 방향의 광 가둠 작용이 의도적으로 형상 이방성을 생기게 하여, 편광 방향의 안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, the surface-emitting laser element 100 has a central portion of the emission area having a relatively high reflectance as a configuration having shape anisotropy in a direction perpendicular to each other, so that the light trapping action in the horizontal direction applied to the laser light is intentionally shaped. Anisotropy can be produced and the stability of a polarization direction can be improved.

즉, 고차 횡 모드의 발진을 제어할 수 있고, 편광 방향을 안정화시킬 수 있다.That is, the oscillation of the higher-order transverse mode can be controlled and the polarization direction can be stabilized.

또한, 전류 통과 영역의 면적을 감소시키지 않고, 고차 횡 모드 및 편광 방향의 제어가 가능하다. 이에 따라, 소자의 저항 및 전류 협착 영역의 전류 밀도가 상승되는 것을 방지할 수 있어, 소자 수명의 저하를 방지한다.In addition, it is possible to control the higher-order transverse mode and the polarization direction without reducing the area of the current passage region. As a result, the resistance of the element and the current density of the current confinement region can be prevented from rising, thereby preventing deterioration of the element life.

또한, 출사 영역 내의 2개의 소 영역들(즉, 제1 소 영역과 제2 소 영역)은 편광 방향(P)에 평행한 원하는 방향으로, 출사 영역의 중심부를 가로질러 마주 보고 있다. 이 경우, 각 소 영역에 유전체막을 용이하게 정밀도 좋게 제공할 수 있다.In addition, the two small regions (ie, the first small region and the second small region) in the emission region face each other across the center of the emission region in a desired direction parallel to the polarization direction P. FIG. In this case, a dielectric film can be easily provided to each small region with high precision.

또한, 기판(101)은, 소위 경사 기판이며, 제1 소 영역과 제2 소 영역의 대향 방향은 기판(101)의 주요면의 경사축 방향(X축 방향)에 평행이다. 이 경우에는, 경사 기판을 이용하는 것에 의한 편광 제어 작용이 부가되어, 편광 방향의 안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, the board | substrate 101 is what is called a slanted board | substrate, and the opposing direction of a 1st small area | region and a 2nd small area | region is parallel to the inclination-axis direction (X-axis direction) of the main surface of the board | substrate 101. As shown in FIG. In this case, the polarization control action by using the inclined substrate can be added, and the stability of the polarization direction can be improved.

또한, 메사의 측면은, 유전체막의 보호층(111)으로 피복되어 있다. 이 경우에는, 수분 흡수에 의하여 유발되는 소자의 파괴가 억제되어, 장기간 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The side surface of the mesa is covered with the protective layer 111 of the dielectric film. In this case, destruction of the device caused by moisture absorption is suppressed, and long-term reliability can be improved.

광 주사 장치(1010)에 따르면, 광원(14)은 면 발광 레이저 소자(100)를 포함한다. 이 경우, 단일 기본 횡 모드의 레이저 광의 획득이 가능하므로, 원형이며 미소한 레이저 스폿을 감광체 드럼(1030)의 표면 상에 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 편광 방향이 안정하기 때문에, 광 주사 장치(1010)는 광 스폿의 왜곡, 광 강도 변동 등의 영향을 받지 않는다. 따라서, 기본 광학계로, 원형이며, 고밀도의 미소한 빔 스폿을 감광체 드럼(1030) 상에 집광시켜, 감광체 드럼(1030) 상에 결상하는 것이 가능하다. 따라서, 안정된 광 주사가 가능해진다.According to the optical scanning device 1010, the light source 14 includes a surface emitting laser element 100. In this case, since laser light of a single basic transverse mode can be obtained, a circular and minute laser spot can be easily formed on the surface of the photoconductive drum 1030. In addition, since the polarization direction is stable, the optical scanning device 1010 is not affected by distortion of the light spot, variation in the light intensity, and the like. Therefore, in the basic optical system, it is possible to condense a circular, high-density, fine beam spot on the photosensitive drum 1030 and to form an image on the photosensitive drum 1030. Therefore, stable light scanning is possible.

본 실시예의 레이저 프린터(1000)에 따르면, 레이저 프린터(1000)는 광 주사 장치(1010)를 포함하기 때문에, 고품질의 화상이 가능해진다.According to the laser printer 1000 of this embodiment, since the laser printer 1000 includes the optical scanning device 1010, a high quality image is possible.

상술된 실시예에서, 기판(101)에 경사 기판을 이용함으로써 편광 방향을 X축 방향으로 안정화시키는 편광 제어 작용이 행해지는 경우를 설명한다. 편광 방향을 Y축 방향으로 안정화시키는 편광 제어 작용이 작동하면, 도 14에 도시된 바와 같이, 원하는 편광 방향(P)을 Y축 방향으로 설정하는 것이 또한 가능하고, 제1 소 영역과 제2 소 영역이 마주보는 방향을, 경사축 방향(X축 방향)의 주요면에 수직이게 설정할 수 있다.In the above-described embodiment, the case where the polarization control function of stabilizing the polarization direction in the X-axis direction by using the inclined substrate for the substrate 101 is described. When the polarization control action of stabilizing the polarization direction in the Y-axis direction is actuated, it is also possible to set the desired polarization direction P in the Y-axis direction, as shown in Fig. 14, and the first small region and the second small region. The direction in which the regions face each other can be set to be perpendicular to the main surface of the inclined axis direction (X-axis direction).

또한, 본 실시예에서, 보호층(111)이 SiN인 경우를 설명하나, 보호층(111)은 SiN에 제한되지 않는다. 예컨대, SiNx, SiOx, TiOx 및 SiON이 또한 사용 가능하다. 재료들 각각의 굴절률에 따라 막 두께를 설계함으로써, 유사한 효과가 달성될 수 있다.In addition, in this embodiment, the case where the protective layer 111 is SiN will be described, but the protective layer 111 is not limited to SiN. For example, SiN x , SiO x , TiO x and SiON can also be used. By designing the film thickness according to the refractive index of each of the materials, a similar effect can be achieved.

또한, 본 실시예에서, 제1 소 영역과 제2 소 영역이, 출사 영역의 중심을 통과하고 Y축에 평행한 축에 대하여 대칭인 경우를 설명했으나, 본 구성은 이 경우에 한정되지 않는다. 출사 영역의 중심을 통과하고 Y축에 평행한 축의 일측에 제1 소 영역이 존재하고, 축의 타측에 제2 소 영역이 존재하기만 하면, 다양한 구성이 적용 가능하다.In addition, in this embodiment, although the case where the 1st small area | region and the 2nd small area | region were symmetric about the axis which passes through the center of an emission area | region, and is parallel to a Y axis was demonstrated, this structure is not limited to this case. Various configurations are applicable as long as the first small region exists on one side of the axis passing through the center of the emission area and parallel to the Y axis, and the second small region exists on the other side of the axis.

또한, 본 실시예에서, 소 영역들 각각의 구성이 직사각형인 경우에 관해서 설명하나, 본 구성은 직사각형에 한정되지 않는다. 소 영역들은, 도 19에 도시된 바와 같이, 타원형, 반원형을 포함하는 임의의 형상일 수 있다.In addition, in this embodiment, the case where the configuration of each of the small regions is a rectangle will be described, but the present configuration is not limited to the rectangle. The small regions may be of any shape, including elliptical, semicircular, as shown in FIG. 19.

또한, 본 실시예에서, 투명층(111A) 및 투명층(111B)이 보호층(111)의 재료와 동일한 재료를 포함하는 경우를 설명했으나, 투명층(111A)과 투명층(111B)의 재료는 동일한 재료에 한정되지 않는다.In addition, in this embodiment, the case where the transparent layer 111A and the transparent layer 111B contain the same material as the material of the protective layer 111 was demonstrated, but the material of the transparent layer 111A and the transparent layer 111B is the same material. It is not limited.

또한, 본 실시예에서, 투명층(111A) 및 투명층(111B)의 광학적 두께가 λ/4인 경우에 대하여 설명했지만, 투명층(111A) 및 투명층(111B)의 광학적 두께가 이 경우에 한정되지 않는다. 예로서, 도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같이, 투명층(111A) 및 투명층(111B)의 광학적 두께는 3λ/4일 수도 있다. 기본적으로, 투명층(111A) 및 투명층(111B)의 광학적 두께가 λ/4의 홀수배이기만 하면, 본 실시예에서의 면 발광 레이저 소자(100)와 유사한 횡 모드 억제 효과가 획득될 수 있다. 도 20a는 면 발광 레이저 소자(100A)를 X-Z 면에 평행한 면으로 절단했을 때의 단면도이다. 도 20b는 면 발광 레이저 소자(100A)를 Y-Z 면에 평행한 면으로 절단했을 때의 단면도이다.In this embodiment, the case where the optical thicknesses of the transparent layers 111A and 111B are λ / 4 has been described, but the optical thicknesses of the transparent layers 111A and 111B are not limited to this case. For example, as illustrated in FIGS. 20A and 20B, the optical thicknesses of the transparent layer 111A and the transparent layer 111B may be 3λ / 4. Basically, as long as the optical thicknesses of the transparent layer 111A and the transparent layer 111B are odd multiples of [lambda] / 4, a lateral mode suppression effect similar to the surface-emitting laser element 100 in this embodiment can be obtained. 20A is a cross-sectional view when the surface emitting laser element 100A is cut into a plane parallel to the X-Z plane. 20B is a cross-sectional view when the surface emitting laser element 100A is cut into a plane parallel to the Y-Z plane.

이 경우에는, 예로서 도 21a에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 p측 전극이 형성된다. 그 후, 예로서 도 21b에 도시된 바와 같이, 화학적 기상 증착법을 이용함으로써, SiN을 포함하는 보호층(111)이 광학적 두께가 2λ/4를 갖도록 형성된다. 보다 구체적으로는, SiN의 굴절률(n)이 1.86, 발진 파장이 780 nm이므로, 실제의 막 두께(즉, 2λ/4n)는 약 210 nm에 설정했다. 다음, 도 21c에 도시된 바와 같이, 기판(101)의 이면을 정해진 두께(예컨대 100 ㎛ 정도)까지 연마한 뒤, n측 전극(114)이 형성되었다.In this case, as shown in Fig. 21A, for example, the p-side electrode of this embodiment is formed. Thereafter, as shown in FIG. 21B, for example, by using the chemical vapor deposition method, the protective layer 111 containing SiN is formed so as to have an optical thickness of 2λ / 4. More specifically, since the refractive index n of SiN was 1.86 and the oscillation wavelength was 780 nm, the actual film thickness (ie, 2λ / 4n) was set to about 210 nm. Next, as shown in FIG. 21C, the back surface of the substrate 101 was polished to a predetermined thickness (for example, about 100 μm), and then the n-side electrode 114 was formed.

이 때, 출사 영역의 중심부는, 광학적 두께가 2λ/4를 갖는 보호층(111)으로 피복되었다. 또한, 2개의 소 영역들(즉, 제1 소 영역과 제2 소 영역)을 제외하는 출사 영역의 주변부도, 광학적 두께가 2λ/4를 갖는 보호층(111)(유전체막)으로 피복되었다.At this time, the center part of the emission area was covered with the protective layer 111 having an optical thickness of 2λ / 4. In addition, the periphery of the emission region except for the two small regions (ie, the first small region and the second small region) was also covered with the protective layer 111 (dielectric film) having an optical thickness of 2λ / 4.

면 발광 레이저 소자(100A)에 관하여, 광 출력이 2.0 mW였을 때, 고차 횡 모드의 억압비(SMSR)와 전류 통과 영역의 면적 간의 관계를 획득하여, 전류 통과 영역의 면적의 30 ㎛2 이하의 범위에서 25 dB 보다 큰 억압비(SMSR)가 획득되었다.With respect to the surface-emitting laser element 100A, when the light output was 2.0 mW, the relationship between the suppression ratio SMSR of the higher-order transverse mode and the area of the current passing region was obtained, so that the area of the current passing through region was 30 m 2 or less. A suppression ratio (SMSR) greater than 25 dB in the range was obtained.

또한, 면 발광 레이저 소자(100A)에 대하여, 편광 모드 억압비(PMSR)와 편광각(θp) 간의 관계를 획득하여, 면 발광 레이저 소자(100A)로부터 출사되는 광의 편광 방향은 X축 방향으로 제어되었고, 20 dB 정도에서 높은 편광 모드 억압비(PMSR)가 획득되었다.In addition, the relationship between the polarization mode suppression ratio PMSR and the polarization angle θp is obtained for the surface emitting laser element 100A, and the polarization direction of the light emitted from the surface emitting laser element 100A is controlled in the X-axis direction. And a polarization mode suppression ratio (PMSR) as high as 20 dB was obtained.

또한, 면 발광 레이저 소자(100A)에서, 출사면 전체가 보호층(111)(즉, 유전체막)으로 피복되어, 출사면의 산화나 오염을 방지할 수 있다. 또한, 출사 영역의 중심부가 보호층(111)(즉, 유전체막)으로 피복되어 있고, 그 광학적 두께가 λ/2의 짝수배이므로, 반사율을 저하시키지 않고, 출사 영역의 중심부가 보호층(111)으로 피복되지 않은 경우와 동일한 광학 특성이 획득되었다.In the surface emitting laser element 100A, the entire emission surface is covered with the protective layer 111 (that is, the dielectric film), so that oxidation or contamination of the emission surface can be prevented. In addition, since the center of the emission area is covered with the protective layer 111 (that is, the dielectric film) and its optical thickness is an even multiple of lambda / 2, the center of the emission area is the protection layer 111 without lowering the reflectance. The same optical properties were obtained as when not coated with).

보다 구체적으로는, 반사율이 저하되어야 하는 부분의 광학적 두께가 λ/4의 홀수배이고, 다른 부분의 광학적 두께가 λ/4의 짝수배이면, 본 실시예와 유사한 횡 모드 억제 효과가 획득된다.More specifically, when the optical thickness of the portion where the reflectance is to be reduced is an odd multiple of λ / 4 and the optical thickness of the other portion is an even multiple of λ / 4, a lateral mode suppression effect similar to the present embodiment is obtained.

또한, 본 실시예에서, 광원(14)은, 면 발광 레이저 소자(100) 대신에, 예로서 도 22a 및 도 22b에 도시된 바와 같은 면 발광 레이저 소자(100B)를 포함할 수도 있다.Further, in the present embodiment, the light source 14 may include the surface emitting laser element 100B as shown in, for example, FIGS. 22A and 22B instead of the surface emitting laser element 100.

면 발광 레이저 소자(100B)는, 발진 파장이 780 nm 대의 면 발광 레이저를 출사하고, 기판(201), 버퍼층(202), 하부 반도체 DBR(203), 하부 스페이서층(204), 활성층(205), 상부 스페이서층(206), 상부 반도체 DBR(207), 선택적 산화층(208a, 208b), 및 컨택트층(209)을 포함한다.The surface emitting laser element 100B emits a surface emitting laser having an oscillation wavelength of 780 nm, and includes a substrate 201, a buffer layer 202, a lower semiconductor DBR 203, a lower spacer layer 204, and an active layer 205. Top spacer layer 206, top semiconductor DBR 207, optional oxide layers 208a and 208b, and contact layer 209.

기판(201)은 기판(101)과 유사한 경사 기판이다.The substrate 201 is an inclined substrate similar to the substrate 101.

하부 반도체 DBR(203)은, 버퍼층(202)의 +Z 측에 적층되고, n-AlAs를 포함하는 저 굴절률층과 n-Al0 .3Ga0 .7As를 포함하는 고 굴절률층의 40.5쌍을 포함한다. 인접하는 굴절률층들 사이에는, 전기 저항을 저감하기 위해서, 한 조성으로부터 다른 조성으로 조성이 서서히 변하는 두께 20 nm의 조성 경사층이 제공된다. 또한, 굴절률층들 각각은, 인접하는 조성 경사층들의 절반을 포함하고, 발진 파장을 λ이라고 하면 λ/4의 광학적 두께를 갖도록 설정되어 있다.A lower semiconductor DBR (203) is laminated on the + Z side of the buffer layer 202, and a pair of 40.5 refractive index layer containing a low refractive index layer and the n-Al 0 .3 Ga 0 .7 As containing the n-AlAs It includes. Between adjacent refractive index layers, in order to reduce the electrical resistance, a composition gradient layer having a thickness of 20 nm is gradually changed from one composition to another. Further, each of the refractive index layers includes half of the adjacent composition gradient layers, and is set to have an optical thickness of λ / 4 when the oscillation wavelength is λ.

하부 스페이서층(204)은, 하부 반도체 DBR(203)의 +Z 측에 적층되고, 비도핑의 (Al0 .1Ga0 .9)0.5In0 .5P를 포함한다.The lower spacer layer 204 is laminated on the + Z side of the lower semiconductor DBR (203), comprises a non-doped (Al 0 .1 Ga 0 .9) 0.5 In 0 .5 P.

활성층(205)은, 하부 스페이서층(204)의 +Z 측에 적층되고, 3층의 양자 우물층들과 4층의 장벽층들을 포함하는 3중 양자 우물 구조의 활성층이다. 양자 우물층들 각각은, 0.7%의 압축 변형을 유발하는 조성의 GaInAsP를 포함하고, 밴드 갭 파장이 약 780 nm이다. 또한, 장벽층들 각각은 0.6%의 압축 변형을 유발하는 조성의 GaInP를 포함한다.The active layer 205 is stacked on the + Z side of the lower spacer layer 204 and is an active layer having a triple quantum well structure including three quantum well layers and four barrier layers. Each of the quantum well layers includes GaInAsP in a composition that causes a compressive strain of 0.7% and a band gap wavelength of about 780 nm. In addition, each of the barrier layers contains a composition of GaInP that causes a compressive strain of 0.6%.

상부 스페이서층(206)은, 활성층(205)의 +Z 측에 적층되고, 비도핑의 (Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P를 포함한다.The upper spacer layer 206 is stacked on the + Z side of the active layer 205 and includes undoped (Al 0.1 Ga 0.9 ) 0.5 In 0.5 P.

하부 스페이서층(204), 활성층(205), 및 상부 스페이서층(206)을 포함하는 부분은 공진기 구조체라고도 불리고, 그 두께가 1 파장의 광학 두께가 되도록 설정되어 있다. 또한, 활성층(205)은, 높은 유도 방출 확률을 얻을 수 있도록, 전계의 정재파 분포의 파복에 대응하는 공진기 구조체의 중간에 제공된다.The portion including the lower spacer layer 204, the active layer 205, and the upper spacer layer 206 is also called a resonator structure and is set so that its thickness becomes an optical thickness of one wavelength. In addition, the active layer 205 is provided in the middle of the resonator structure corresponding to the breaking of the standing wave distribution of the electric field so as to obtain a high induced emission probability.

상부 반도체 DBR(207)는, 제1 상부 반도체 DBR 및 제2 상부 반도체 DBR를 포함한다(도 22a 및 도 22b에 도시되어 있지 않다).The upper semiconductor DBR 207 includes a first upper semiconductor DBR and a second upper semiconductor DBR (not shown in FIGS. 22A and 22B).

제1 상부 반도체 DBR는, 상부 스페이서층(206)의 +Z측에 적층되고, p-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5를 포함하는 저 굴절률층과, p-(Al0 .1Ga0 .9)0.5In0 .5를 포함하는 고 굴절률층의 1쌍을 포함한다. 인접하는 굴절률층들 사이에는, 전기 저항을 저감하기 위해서, 한 조성에서 다른 조성으로 서서히 변화하는 조성 경사층이 제공된다. 여기서, 굴절률층들 각각은 인접하는 조성 경사층들의 절반을 포함하고, λ/4의 광학적 두께가 되도록 설정되어 있다.The first upper semiconductor DBR is laminated on the + Z side of the upper spacer layer (206), p- (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 and a low refractive index layer containing the In 0.5, p- (Al 0 .1 Ga 0. 9) comprises a pair of high-refractive-index layer containing 0.5 in 0 .5. Between adjacent refractive index layers is provided a composition gradient layer which gradually changes from one composition to another in order to reduce the electrical resistance. Here, each of the refractive index layers includes half of the adjacent composition gradient layers and is set to have an optical thickness of λ / 4.

제2 상부 반도체 DBR는, 제1 상부 반도체 DBR의 +Z 측에 적층되고, p-Al0.9Ga0.1As를 포함하는 저 굴절률층과 p-Al0 .3Ga0 .7As를 포함하는 고 굴절률층의 23쌍들을 갖고 있다. 인접하는 굴절률층들 사이에는, 전기 저항을 저감하기 위해서, 한 조성으로부터 다른 조성으로 서서히 변화하는 조성 경사층이 제공되어 있다. 굴절률층들 각각은, 인접하는 조성 경사층들의 절반을 포함하고, λ/4의 광학적 두께가 되도록 설정되어 있다.The second upper semiconductor DBR, the first upper portion is laminated on the + Z side of the semiconductor DBR, a high refractive index comprising a p-Al 0.9 Ga 0.1 As low refractive index layer and a p-Al 0 .3 Ga 0 .7 As containing It has 23 pairs of layers. Between adjacent refractive index layers is provided a composition gradient layer that gradually changes from one composition to another in order to reduce electrical resistance. Each of the refractive index layers comprises half of the adjacent composition gradient layers and is set to have an optical thickness of λ / 4.

제2 상부 반도체 DBR에서의 저 굴절률층들 중 하나에는, 30 nm 두께의 p-AlAs를 포함하는 선택적 산화층들(208a, 208b)이 삽입되어 있다. 보다 자세하게는, 매우 얇은 층인 제1 상부 반도체 DBR는 선택적 산화층(208a, 208b) 아래에 위치된다. 피선택 산화층(208a, 208b)의 삽입 위치는, 전계의 정재파 분포의 활성층(205)으로부터 제3 노드에 대응한다.In one of the low refractive index layers in the second upper semiconductor DBR, optional oxide layers 208a and 208b containing 30 nm thick p-AlAs are inserted. More specifically, a very thin layer, the first top semiconductor DBR, is located under the selective oxide layers 208a and 208b. The insertion positions of the selected oxide layers 208a and 208b correspond to the third node from the active layer 205 of the standing wave distribution of the electric field.

컨택트층(209)은, 제2 상부 반도체 DBR의 +Z 측에 적층되고, p-GaAs를 포함한다.The contact layer 209 is laminated on the + Z side of the second upper semiconductor DBR and contains p-GaAs.

기판(201) 상에 복수의 반도체층들이 적층된 이러한 것을, 이하에서 편의상 "적층체 B"라고 칭한다.This in which a plurality of semiconductor layers are stacked on the substrate 201 is referred to hereinafter as "laminate B" for convenience.

다음, 면 발광 레이저 소자(100B)의 제조 방법을 간단히 설명한다. 여기서, 원하는 편광 방향(P)은 X축 방향으로 한다.Next, the manufacturing method of the surface emitting laser element 100B is demonstrated briefly. Here, the desired polarization direction P is taken as the X-axis direction.

(1) 적층체 B는 유기 금속 화학적 증착법(즉, MOCVD 법) 및 분자선 에피택시법(즉, MBE 법)과 같은 결정 성장에 의해서 형성된다.(1) The laminate B is formed by crystal growth such as an organometallic chemical vapor deposition method (i.e., MOCVD method) and a molecular beam epitaxy method (i.e., MBE method).

(2) 적층체 B의 표면에 한변이 25 ㎛인 레지스트 패턴이 형성된다.(2) A resist pattern having one side of 25 µm is formed on the surface of the laminate B.

(3) Cl2 가스를 이용하는 ECR 에칭법에 의하여, 사각 기둥 형상의 메사가 형성된다. 여기서는, 에칭을 위한 저면은 하부 스페이서층(204) 내에 있도록 설정된다.(3) A square pillar-shaped mesa is formed by an ECR etching method using Cl 2 gas. Here, the bottom for etching is set to be in the lower spacer layer 204.

(4) 포토 마스크가 제거된다.(4) The photo mask is removed.

(5) 적층체 B가 수증기 속에서 열 처리된다. 이에 따라, 선택적 산화층(208a, 208b) 내의 Al(즉, 알루미늄)이 외주부에서 선택적으로 산화되어, 메사의 중앙부에, Al의 산화층(208a)에 의하여 둘러싸인 비산화 영역(208b)이 잔류한다. 보다 자세하게는, 발광부의 구동 전류의 경로를 메사의 중앙부로 제한하는, 소위 산화 협착 구조체가 형성된다. 비산화 영역(208b)은 전류 통과 영역(즉, 전류 주입 영역)이다. 따라서, 예컨대 폭 4 ㎛ 내지 6 ㎛ 정도의 대략 정사각형의 전류 통과 영역이 형성된다.(5) The laminate B is heat treated in water vapor. As a result, Al (i.e., aluminum) in the selective oxide layers 208a and 208b is selectively oxidized at the outer circumferential portion, and the non-oxidized region 208b surrounded by the oxide layer 208a of Al remains in the central portion of the mesa. More specifically, a so-called oxidative constriction structure is formed, which restricts the path of the driving current of the light emitting portion to the center portion of the mesa. The non-oxidation region 208b is a current passing region (ie, current injection region). Thus, for example, an approximately square current passing region of about 4 μm to 6 μm in width is formed.

(6) 화학적 기상 증착법(즉, CVD 법)에 의하여 SiN을 포함하는 보호층(211)이 형성된다. 여기서는, 보호층(211)의 광학적 두께가 λ/4이도록 설정된다. 보다 자세하게는, SiN의 굴절률(n)이 1.86이고, 발진 파장(λ)이 780 nm이므로, 실제의 막 두께(즉, =λ/4n)는 약 105 nm에 설정된다.(6) A protective layer 211 containing SiN is formed by chemical vapor deposition (ie, CVD). Here, the optical thickness of the protective layer 211 is set to be λ / 4. More specifically, since the refractive index n of SiN is 1.86 and the oscillation wavelength λ is 780 nm, the actual film thickness (ie, = λ / 4n) is set at about 105 nm.

(7) 레이저 광의 출사면이 되는 메사의 상부면에 p측 전극 컨택트의 개구를 형성하기 위하여, 에칭 마스크(마스크(M)이라고도 부른다)가 형성된다. 여기서는, 도 23에서 도시된 바와 같은 예로서, 메사만을 추출하여 확대하여, 메사의 주위, 메사의 상면의 주위, 및 메사의 상면의 중심부를 둘러싸, 단축(minor axis) 방향이 원하는 편광 방향(P)(X축 방향)에 평행한 것인 환상(annular) 영역을 에칭하지 않도록, 마스크가 형성된다. 보다 자세하게는, 도 23에서, 도면 부호 R1은 6 ㎛이고, 도면 부호 R2는 7 ㎛이고, 도면 부호 M1은 10 ㎛이다.(7) An etching mask (also referred to as mask M) is formed in order to form an opening of the p-side electrode contact on the upper surface of the mesa serving as the emission surface of the laser light. Here, as an example as shown in FIG. 23, only the mesa is extracted and enlarged to surround the mesa, the periphery of the upper surface of the mesa, and the center of the upper surface of the mesa, so that the minor axis direction has a desired polarization direction (P). The mask is formed so as not to etch an annular region that is parallel to (X-axis direction). More specifically, in Fig. 23, reference numeral R1 is 6 mu m, reference numeral R2 is 7 mu m, and reference numeral M1 is 10 mu m.

(8) BHF에 의하여 보호층(211)이 에칭되고, p측 전극 컨택트의 개구가 형성된다.(8) The protective layer 211 is etched by BHF to form an opening of the p-side electrode contact.

(9) 마스크(M)가 제거된다.(9) The mask M is removed.

(10) 메사의 상부의 광 출사 영역(즉, 금속층의 개구부)으로 되는 영역에, 한변 10 ㎛인 정사각형의 레지스트 패턴이 형성되고, p측 전극 재료가 증착된다. p측 전극 재료로서 Cr/AuZn/Au 또는 Ti/Pt/Au를 포함하는 다층막이 사용된다.(10) In the area | region used as the light output area | region (namely, opening part of a metal layer) of the upper part of a mesa, the square resist pattern of 10 micrometers on one side is formed, and p-side electrode material is deposited. As the p-side electrode material, a multilayer film containing Cr / AuZn / Au or Ti / Pt / Au is used.

(11) 광 출사부가 되는 영역(즉, 출사 영역)에 증착된 p측 전극 재료의 불필요한 부분들을 제거하는 리프트 오프법에 의하여 p측 전극(213)이 형성된다. 도 24는 메사만을 추출하여 확대한 도면을 도시한다. p측 전극(213)에 의하여 둘러싸인 영역이 출사 영역이다. 출사 영역의 구성은 한변이 M1(10 ㎛)인 정사각형이다. 출사 영역 내의 환상 영역에, 광학적 두께가 λ/4인 SiN의 투명한 유전체막으로서 투명층(211)이 존재하고 있다. 이에 따라, 환상 영역의 반사율은, 출사 영역의 중심부의 반사율보다도 낮게 된다.(11) The p-side electrode 213 is formed by the lift-off method of removing unnecessary portions of the p-side electrode material deposited in the region (i.e., the emission region) to be the light output portion. 24 illustrates an enlarged view of only mesas extracted. An area surrounded by the p-side electrode 213 is an emission area. The configuration of the emission area is a square with one side M1 (10 mu m). In the annular region in the emission region, a transparent layer 211 exists as a transparent dielectric film of SiN having an optical thickness of? / 4. As a result, the reflectance of the annular region is lower than the reflectance of the central portion of the emission region.

(12) 기판(201)의 이면을 정해진 두께(예컨대, 100 ㎛ 정도)까지 연마한 뒤, n측 전극(214)이 형성된다. 여기서는, n측 전극(214)은 AuGe/Ni/Au를 포함하는 다층막이다.(12) After the back surface of the substrate 201 is polished to a predetermined thickness (for example, about 100 µm), the n-side electrode 214 is formed. Here, the n-side electrode 214 is a multilayer film containing AuGe / Ni / Au.

(13) 어닐링에 의해서, p측 전극(213)과 n측 전극(214)의 오믹 컨택트가 형성된다. 이에 따라, 메사는 발광부가 된다.(13) By annealing, ohmic contacts of the p-side electrode 213 and the n-side electrode 214 are formed. Thus, the mesa becomes the light emitting portion.

(14) 칩마다 절단되어 분리된다.(14) Each chip is cut and separated.

이상과 같이 하여 제작된 면 발광 레이저 소자(100B)에서, 출사 영역에서, 두께 λ/4n의 SiN 막을 남겨둔 주변부의 반사율은 중심부의 반사율보다 낮다. 일반적으로, 기본 횡 모드의 광 출력은 출사 영역의 중심부 부근에서 가장 크고, 중심부로부터 떨어지면 저하하는 경향이 있다. 한편, 고차 횡 모드의 광 출력은 주변부에서 가장 크고, 출사 영역의 중심부에 근접함에 따라 저하하는 경향이 있다. 따라서, 면 발광 레이저 소자(100B)에서, 기본 횡 모드의 반사율을 저하시키지 않고 고차 횡 모드의 반사율을 저하시킬 수 있다. 보다 자세하게는, 고차 횡 모드의 발진을 억제하는 작용이 작동한다.In the surface-emitting laser element 100B produced as described above, in the emission region, the reflectance of the peripheral portion leaving the SiN film having a thickness of λ / 4n is lower than that of the central portion. In general, the light output in the basic lateral mode is the largest near the center of the emission area, and tends to decrease when dropped from the center. On the other hand, the light output of the higher order lateral mode is the largest at the periphery and tends to decrease as it approaches the center of the emission area. Therefore, in the surface emitting laser element 100B, it is possible to lower the reflectance of the higher-order lateral mode without lowering the reflectance of the basic lateral mode. More specifically, the action of suppressing the oscillation of the higher-order transverse mode works.

도 25는, 면 발광 레이저 소자(100B)와 유사한 고차 횡 모드의 억제 구조를 갖는 소자(도면 부호 A로 나타낸), 및 고차 횡 모드의 억제 구조를 갖는 소자(도면 부호 B로 나타낸) 간에 광 출력이 1.4 mW일 때, 고차 횡 모드의 억제비의 비교 결과를 도시한다. 여기서, 횡축(S)은 전류 통과 영역의 면적이다. 고차 횡 모드의 억제 구조를 지니지 않는 소자에서, 출사 영역의 주변부에 광 출력의 피크가 있는 고차 횡 모드가 발진하는 경향이 있기 때문에, SMSR이 실질적으로 낮다. 대조적으로, 고차 횡 모드의 억제 구조를 갖는 소자에서, 고차 횡 모드의 제어 구조를 갖는 소자와 비교하여, SMSR이 10 dB 보다 크게 향상하고 있고, 전류 통과 영역의 면적(S)이 30 mm2 보다 작은 범위에서 20 dB 보다 크게 향상된 SMSR이 획득된다.Fig. 25 shows light output between an element having a suppression structure of a higher order lateral mode similar to the surface-emitting laser element 100B (shown with reference numeral A), and an element having a suppression structure of a higher order lateral mode (shown with reference numeral B). When this is 1.4 mW, a comparison result of the suppression ratio of the higher-order transverse mode is shown. Here, the horizontal axis S is the area of the current passage region. In a device having no suppression structure of the higher order transverse mode, the SMSR is substantially lower because the higher order transverse mode with the peak of light output tends to oscillate at the periphery of the emission area. In contrast, in the device having the suppression structure of the higher order transverse mode, compared with the device having the control structure of the higher order transverse mode, the SMSR is improved by more than 10 dB, and the area S of the current passing-through area is more than 30 mm 2 . In a small range, an improved SMSR of greater than 20 dB is obtained.

또한, 도 26은 R2/R1(여기서, R1은 편광 방향에 평행한 방향의 내경이고, R2는 편광 방향에 수직인 방향의 반경이다)와 편광 모드 억압비(즉, PMSR) 간의 관계를 도시한다. 도 26에서, A 점은 R1 = R2 = 5 ㎛인 경우를 나타낸다. B 점은 R1 = 5 ㎛, R2 = 6 ㎛인 경우를 나타낸다. C 점은 R1 = 5 ㎛, R2 = 7 ㎛인 경우를 나타낸다. D 점은 R1 = 5 ㎛이고, 보호층(저 굴절률 영역)이 2 분할된 경우를 나타낸다.FIG. 26 also shows the relationship between R2 / R1 (where R1 is the inner diameter in a direction parallel to the polarization direction and R2 is the radius in the direction perpendicular to the polarization direction) and the polarization mode suppression ratio (ie, PMSR). . In FIG. 26, the point A shows the case where R1 = R2 = 5 micrometers. Point B represents a case where R1 = 5 µm and R2 = 6 µm. The point C shows the case where R1 = 5 micrometer and R2 = 7 micrometer. The point D represents R1 = 5 mu m, and the protective layer (low refractive index region) is divided into two.

경사 기판을 사용함으로써 이득의 형상 이방성이 생기므로, 저 반사율 영역의 구성에 상관없이 4개의 구조 모두의 편광 방향은 X축 방향을 향한다. 그러나, 편광의 안정성을 나타내는 편광 모드 억압비를 비교하면, 편광 방향에 평행한 방향의 내경(즉, R1)에 대한 편광 방향에 수직인 방향의 내경(즉, R2)의 비율이 높을 수록, 편광 모드 억압비가 향상하는 결과가 획득된다.Since the shape anisotropy of the gain is produced by using the inclined substrate, the polarization directions of all four structures face the X-axis direction regardless of the configuration of the low reflectance region. However, when comparing the polarization mode suppression ratios indicating the stability of polarization, the higher the ratio of the inner diameter in the direction perpendicular to the polarization direction (that is, R2) to the inner diameter in the direction parallel to the polarization direction (that is, R1), the higher the polarization. The result that the mode suppression ratio is improved is obtained.

이러한 결과를 얻을 수 있었던 요인으로서, 상호 수직하는 2개의 방향의 광 가둠 작용이 형상 이방성을 가졌다라고 생각된다. B 점 및 C 점에서, 편광 방향의 X축 방향으로의 중심부로의 광 가둠 작용이 Y축 방향보다도 강하게 되었기 때문에, X축 방향으로 편광 성분을 갖는 광파의 발진 임계값이 저하하고, 등방성 직경을 갖는 구조의 A 점보다 편광 안정성이 향상했다. 또한, 저 반사율 영역을 복수 부분들로 분리하는 D 점의 구조에서, 편광 모드 억압비가 이들 점들 중에서 가장 향상했고, 이것은 면 발광 레이저 소자(100)와 유사하다.As a factor which can obtain these results, it is considered that the light confinement action of two mutually perpendicular directions has shape anisotropy. At the points B and C, since the light confinement action to the center part of the polarization direction in the X-axis direction became stronger than the Y-axis direction, the oscillation threshold value of the light waves having the polarization component in the X-axis direction was lowered, thereby reducing the isotropic diameter. Polarization stability improved than the A point of the structure which has. Further, in the structure of point D that separates the low reflectance region into a plurality of portions, the polarization mode suppression ratio was the most improved among these points, which is similar to the surface emitting laser element 100.

또한, 도 27a 내지 도 27f에 도시된 바와 같이, 저 반사율의 영역의 구성은 장축(major axis)과 단축(minor axis)을 포함하는 타원형의 환상 형상에 한정되지 않고, 직사각형과 같은 임의의 구성도 상술된 실시예와 유사한 횡 모드 억제 효과와 편광 제어 효과를 획득할 수 있다.Further, as shown in Figs. 27A to 27F, the configuration of the region of low reflectance is not limited to an elliptical annular shape including a major axis and a minor axis, and any configuration diagram such as a rectangle. A lateral mode suppression effect and a polarization control effect similar to the above-described embodiment can be obtained.

또한, 예로서, 광원(14)은, 면 발광 레이저 소자(100) 대신, 도 28에 도시된 면 발광 레이저 어레이(100C)를 포함할 수도 있다.In addition, as an example, the light source 14 may include the surface emitting laser array 100C shown in FIG. 28 instead of the surface emitting laser element 100.

면 발광 레이저 어레이(100C)는 공통 기판 상에 배치된 복수의 발광부들(도 28에서 21개)을 포함한다. 도 28에서, X축 방향은 주 주사 대응 방향이며, Y축 방향은 수직 주사 대응 방향이다. 복수의 발광부들은, 모든 발광부들이 Y축 방향으로 연장하는 가상 선을 따라 정사영(orthographically projected)될 때 등간격으로 배치되어 있다. 즉, 21개의 발광부들은 2차원적으로 배열되어 있다. 또한, 본 명세서에서, "발광부 간격"이란, 2개의 발광부들의 중심들 간의 거리를 의미한다. 또한, 발광부들의 수는 21개에 한정되지 않는다.The surface-emitting laser array 100C includes a plurality of light emitting portions (21 in FIG. 28) disposed on a common substrate. In Fig. 28, the X-axis direction is the main scanning correspondence direction, and the Y-axis direction is the vertical scan correspondence direction. The plurality of light emitting parts are arranged at equal intervals when all the light emitting parts are orthographically projected along an imaginary line extending in the Y-axis direction. That is, 21 light emitting parts are arranged two-dimensionally. In addition, in this specification, the "light emitting part spacing" means the distance between the centers of two light emitting parts. In addition, the number of light emitting parts is not limited to 21.

발광부들 각각은, 도 28의 A-A선 단면도인 도 29에 도시된 바와 같이, 면 발광 레이저 소자(100)의 구조와 유사한 구조를 갖는다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100C)는 면 발광 레이저 소자(100)의 방법과 유사한 방법으로 제조될 수 있다. 따라서, 발광부들 간에 균일한 편광 방향을 갖는 단일 기본 횡 모드의 복수의 레이저 광들을 얻을 수 있다. 따라서, 원형이며, 광 밀도가 높은 미소한 광 스폿들 21개를 동시에 감광체 드럼(1030) 상에 형성할 수 있다.Each of the light emitting portions has a structure similar to that of the surface-emitting laser element 100, as shown in FIG. 29, which is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. In addition, the surface emitting laser array 100C may be manufactured by a method similar to that of the surface emitting laser device 100. Thus, it is possible to obtain a plurality of laser lights of a single basic transverse mode having a uniform polarization direction between the light emitting portions. Therefore, 21 small light spots that are circular and have a high light density can be formed on the photosensitive drum 1030 at the same time.

또한, 면 발광 레이저 어레이(100C)에서, 발광부들이 수직 방향으로 연장하는 가상 라인을 따라 정사영될 때 발광부 간격이 등간격(d2)이므로, 점등의 타이밍을 조정함으로써, 감광체 드럼(1030) 상에 수직 방향으로 등간격으로 발광부가 배열되는 경우와 같이 면 발광 레이저 어레이(100C)가 처리될 수 있다.Further, in the surface emitting laser array 100C, the light emitting portions are equally spaced d2 when the light emitting portions are orthogonally projected along the imaginary line extending in the vertical direction, so that the timing of the lighting is adjusted to adjust the timing of the lighting. The surface emitting laser array 100C may be processed as in the case where the light emitting units are arranged at equal intervals in the vertical direction.

또한, 예컨대, 간격(d2)을 2.65 ㎛에, 광 주사 장치(1010)의 광학계의 배율을 2배로 설정함으로써, 4800 dpi(즉, dot/inch)의 고밀도 기록을 할 수 있다. 물론, 주 주사 대응 방향의 발광부들 수를 증가시킴으로써, 수직 주사 대응 방향의 피치(d1)를 좁게 하여 간격(d2)을 감소시키는 어레이 배치로 함으로써, 그리고 광학계의 배율을 감소시킴으로써, 보다 고밀도화할 수 있고, 보다 고품질의 인쇄가 가능해진다. 또, 주 주사 대응 방향의 기록 간격은 발광부의 점등의 타이밍에 기초하여 용이하게 제어될 수 있다.Further, for example, by setting the distance d2 at 2.65 占 퐉 and the magnification of the optical system of the optical scanning device 1010 twice, high density recording of 4800 dpi (that is, dot / inch) can be performed. Of course, by increasing the number of light emitting portions in the main scanning corresponding direction, an array arrangement in which the pitch d1 in the vertical scanning corresponding direction is narrowed to reduce the distance d2, and by reducing the magnification of the optical system, can be made more dense. And higher quality printing is possible. In addition, the recording interval in the main scanning correspondence direction can be easily controlled based on the timing of the lighting of the light emitting portion.

또한, 이 경우에서, 레이저 프린터(1000)는, 기록 도트 밀도가 증가하여도, 인쇄 속도를 저하시키지 않고 인쇄할 수 있다. 또한, 동일한 기록 도트 밀도의 경우, 인쇄 속도를 더욱 높일 수 있다.In this case, the laser printer 1000 can print without lowering the printing speed even if the recording dot density increases. In addition, in the case of the same recording dot density, the printing speed can be further increased.

또한, 이 경우에는, 발광부들로부터의 광속의 편광 방향이 안정하게 일치하므로, 레이저 프린터(1000)는 고품질의 화상을 안정되게 형성할 수 있다.Also, in this case, since the polarization directions of the light beams from the light emitting portions are stably matched, the laser printer 1000 can stably form a high quality image.

2개의 인접하는 발광부들 간의 홈(trench)은, 전기적 및 공간적 분리를 위해, 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이 홈이 너무 좁으면, 제조시의 에칭의 제어가 어려워지기 때문이다. 또한, 메사의 크기(1변의 길이)는 10 ㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 크기가 너무 작으면, 열이 메사에 유지될 수도 있고, 특성이 열화될 수도 있기 때문이다.The trench between two adjacent light emitting portions is preferably at least 5 μm for electrical and spatial separation. If this groove is too narrow, it becomes difficult to control the etching at the time of manufacture. In addition, it is preferable that the size (length of one side) of mesa is 10 micrometers or more. If the size is too small, heat may be retained in the mesa, and the characteristics may deteriorate.

또한, 상술된 실시예에서, 면 발광 레이저 소자(100) 대신에, 면 발광 레이저 소자(100)와 유사한 발광부들이 일차원적으로 정렬된 면 발광 레이저 어레이가 사용 가능할 수도 있다.In addition, in the above-described embodiment, instead of the surface emitting laser element 100, a surface emitting laser array may be available in which light emitting portions similar to the surface emitting laser element 100 are aligned in one dimension.

면 발광 레이저 소자(100)가 집적되므로, 고차 횡 모드 발진을 제어하면서, 편광 방향을 안정화시킬 수 있다.Since the surface-emitting laser element 100 is integrated, the polarization direction can be stabilized while controlling the higher order transverse mode oscillation.

또한, 본 실시예에서, 기판의 주요면의 법선 방향이 결정 방위 [1 0 0] 방향으로부터 결정 방위 [1 1 1] 방향 A를 향하여 15도 경사져 있는 경우를 설명하나, 본 실시예는 이 경우에 한정되지 않는다. 기판의 법선 방향이 결정 방위 <1 0 0>의 방향들 중 하나로부터, 결정 방위 <1 1 1>의 방향들 중 하나를 향하여 경사져 있으면, 어떤 도의 경사도 가능하다.In addition, in this embodiment, the case where the normal direction of the main surface of the substrate is inclined 15 degrees from the crystal orientation [1 0 0] direction toward the crystal orientation [1 1 1] direction A will be described. It is not limited to. Any degree of inclination is possible if the normal direction of the substrate is inclined from one of the directions of the crystallographic orientation <1 1 0> toward one of the directions of the crystallographic orientation <1 1 1>.

또한, 상술된 실시예에서, 발광부의 발진 파장이 780 nm 대인 경우를 설명했으나, 본 실시예는 이 경우에 한정되지 않는다. 감광체의 특성에 따라서, 발광부의 발진 파장이 변경될 수 있다.In addition, in the above-described embodiment, the case where the oscillation wavelength of the light emitting portion is in the 780 nm band has been described, but the present embodiment is not limited to this case. Depending on the characteristics of the photosensitive member, the oscillation wavelength of the light emitting portion may be changed.

또한, 상술된 면 발광 레이저 소자들은, 화상 형성 이외의 용도에도 이용할 수 있다. 이 경우, 발진 파장은, 그 용도에 따라서, 650 nm대, 850 nm대, 980 nm대, 1.3 ㎛ 및 1.5 ㎛ 대를 포함하는 파장대에 있을 수도 있다. 이 경우에, 활성층을 구성하는 반도체 재료로서, 발진 파장에 따른 혼정 반도체 재료가 사용될 수도 있다. 예컨대, 650 nm 대에서는 AlGaInP계 혼정 반도체 재료, 980 nm 대에서는 InGaAs계 혼정 반도체 재료, 및 1.3 ㎛대와 1.5 ㎛대에서는 GaInNAs(Sb)계 혼정 반도체 재료가 사용될 수 있다.In addition, the surface-emitting laser elements described above can be used for applications other than image formation. In this case, the oscillation wavelength may be in a wavelength band including the 650 nm band, the 850 nm band, the 980 nm band, the 1.3 mu m and the 1.5 mu m bands, depending on the application. In this case, as the semiconductor material constituting the active layer, a mixed crystal semiconductor material according to the oscillation wavelength may be used. For example, an AlGaInP-based mixed crystal semiconductor material in the 650 nm band, an InGaAs-based mixed crystal semiconductor material in the 980 nm band, and a GaInNAs (Sb) -based mixed crystal semiconductor material in the 1.3 µm band and the 1.5 µm band may be used.

또한, 발진 파장에 따라 반사경의 재료 및 구성을 선택함으로써, 임의의 발진 파장에 대응한 발광부가 형성될 수 있다. 예컨대, AlGaInP 혼정 등의 AlGaAs 혼정 이외의 재료가 사용될 수 있다. 또한, 저 굴절률층 및 고 굴절률층은, 발진 파장에 대하여 투명하고, 또한 가능한 한 이들 간의 굴절률차를 크게 할 수 있는 것이 바람직하다.In addition, by selecting the material and configuration of the reflector according to the oscillation wavelength, a light emitting portion corresponding to an arbitrary oscillation wavelength can be formed. For example, a material other than an AlGaAs blend, such as an AlGaInP blend, may be used. Moreover, it is preferable that the low refractive index layer and the high refractive index layer are transparent with respect to an oscillation wavelength, and can enlarge the refractive index difference between them as much as possible.

또한, 본 실시예에서, 화상 형성 장치로서 레이저 프린터(1000)의 경우를 설명했으나, 본 화상 형성 장치는 레이저 프린터(1000)에 한정되지 않는다.In addition, in this embodiment, the case of the laser printer 1000 as the image forming apparatus has been described, but the image forming apparatus is not limited to the laser printer 1000.

예컨대, 레이저 광에 의해서 발색되는 매체(예컨대, 용지 시트)에 직접 레이저 광을 출사하는 화상 형성 장치도 가능하다.For example, an image forming apparatus that emits laser light directly onto a medium (for example, paper sheet) that is colored by the laser light is also possible.

또한, 화상 유지체로서 은염 필름을 이용한 화상 형성 장치도 가능하다. 이 경우, 광 주사에 의해 은염 필름 상에 잠상이 형성되고, 이 잠상은 통상의 할로겐화은 사진 프로세스에서의 현상 처리와 동등한 처리로 가시화될 수 있다. 다음, 통상의 할로겐화은 사진 프로세스에서의 인쇄와 동등한 처리로 인화지 시트에 가시 가능한 잠상을 전사할 수 있다. 이러한 화상 형성 장치는 광 제판 장치나, CT(computed tomography) 스캔 화상 등의 화상을 묘화하는 광 묘화 장치로서 실시될 수 있다.Moreover, the image forming apparatus using a silver salt film as an image retainer is also possible. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by light scanning, and the latent image can be visualized by a process equivalent to the development process in a conventional silver halide photographic process. Next, a visible latent image can be transferred to the photo paper sheet by a process equivalent to printing in a conventional silver halide photographic process. Such an image forming apparatus can be embodied as an optical drawing apparatus or an optical drawing apparatus for drawing an image such as a computed tomography (CT) scan image.

또한, 예로서 도 30에 도시된 바와 같이, 복수의 감광체 드럼을 포함하는 컬러 프린트(2000)도 사용 가능하다.Further, as shown in FIG. 30 as an example, a color print 2000 including a plurality of photosensitive drums can also be used.

이 컬러 프린트(2000)는, 4색(블랙, 시안, 마젠타, 옐로우)을 중합시켜 풀 컬러의 화상을 형성하는 탠덤 방식의 다색 프린터이다. 컬러 프린터(2000)는, 블랙용 감광체 드럼(K1), 대전 장치(K2), 현상 장치(K4), 클리닝 유닛(K5), 및 전사 장치(K6); 시안용 감광체 드럼(C1), 대전 장치(C2), 현상 장치(C4), 클리닝 유닛(C5), 및 전사 장치(C6); 마젠타용 감광체 드럼(M1), 대전 장치(M2), 현상 장치(M4), 클리닝 유닛(M5), 및 전사 장치(M6); 및 옐로우용 감광체 드럼(Y1), 대전 장치(Y2), 현상 장치(Y4), 클리닝 유닛(Y5), 및 전사 장치(Y6)를 포함한다. 또한, 컬러 프린터(2000)는 광 주사 장치(2010), 전사 벨트(2080), 및 정착 유닛(2030)을 포함한다.This color print 2000 is a tandem multicolor printer which polymerizes four colors (black, cyan, magenta, yellow) to form a full color image. The color printer 2000 includes a black photosensitive drum K1, a charging device K2, a developing device K4, a cleaning unit K5, and a transfer device K6; Cyan photosensitive drum C1, charging device C2, developing device C4, cleaning unit C5, and transfer device C6; Magenta photosensitive drum M1, charging device M2, developing device M4, cleaning unit M5, and transfer device M6; And a yellow photosensitive drum Y1, a charging device Y2, a developing device Y4, a cleaning unit Y5, and a transfer device Y6. The color printer 2000 also includes an optical scanning device 2010, a transfer belt 2080, and a fixing unit 2030.

감광체 드럼들(K1, C1, M1, Y1)은 도 30의 화살표의 방향으로 회전한다. 각 감광체 드럼들(K1, C1, M1, Y1)의 주위에는, 회전 방향을 따라서, 대전 장치들(K2, C2, M2, Y2), 현상 장치들(K4, C4, M4, Y4), 및 클리닝 유닛들(K5, C5, M5, Y5)이 배치되어 있다. 대전 장치들(K2, C2, M2, Y2)은, 대응하는 감광체 드럼들(K1, C1, M1, Y1)의 표면들을 균일하게 대전한다. 대전 장치들(K2, C2, M2, Y2)에 의해서 대전된 감광체 드럼들(K1, C1, M1, Y1)의 표면들에 광 주사 장치(2010)가 광을 출사하여, 각 감광체 드럼들(K1, C1, M1, Y1) 상에 잠상들을 형성한다. 대응하는 현상 장치들(K4, C4, M4, Y4)은 감광체 드럼들(K1, C1, M1, Y1)의 표면들 상에 토너상들을 형성한다. 또한, 전사 장치들(K4, C4, M4, Y4)은 대응하는 컬러들의 토너상들을 전사 벨트(2080) 상의 기록지 시트에 전사한다. 마지막으로, 정착 유닛(2030)이 기록지 시트에 결과적인 화상을 정착시킨다.The photosensitive drums K1, C1, M1, Y1 rotate in the direction of the arrow of FIG. Around each photosensitive drum K1, C1, M1, Y1, along the direction of rotation, the charging devices K2, C2, M2, Y2, the developing devices K4, C4, M4, Y4, and cleaning Units K5, C5, M5 and Y5 are arranged. The charging devices K2, C2, M2, Y2 uniformly charge the surfaces of the corresponding photosensitive drums K1, C1, M1, Y1. The optical scanning device 2010 emits light to the surfaces of the photosensitive drums K1, C1, M1, and Y1 charged by the charging devices K2, C2, M2, and Y2, so that the respective photosensitive drums K1. , C1, M1, Y1) to form latent images. Corresponding developing devices K4, C4, M4, Y4 form toner images on the surfaces of the photosensitive drums K1, C1, M1, Y1. Further, the transfer apparatuses K4, C4, M4, Y4 transfer the toner images of the corresponding colors to the recording sheet on the transfer belt 2080. Finally, the fixing unit 2030 fixes the resulting image on the recording sheet.

광 주사 장치(2010)는, 상기 면 발광 레이저 소자들(100, 100A, 100B) 중 어느 하나의 컬러 광원과 유사한, 그리고 면 발광 레이저 어레이(100C)의 컬러 광원과 유사한 컬러 광원을 포함한다. 이로써, 본 광 주사 장치는 광 주사 장치(1010)와 유사한 효과를 획득할 수 있다. The optical scanning device 2010 includes a color light source similar to the color light source of any one of the surface emitting laser elements 100, 100A, 100B and similar to the color light source of the surface emitting laser array 100C. In this way, the present optical scanning device can obtain an effect similar to that of the optical scanning device 1010.

때로는, 컬러 프린트(2000)는, 부품의 제조 오차나 위치 오차에 의해서 색 변화(color deviation)가 발생할 수도 있다. 이러한 경우로도, 광 주사 장치(2010)의 광원이 면 발광 레이저 어레이(100C)와 유사한 면 발광 레이저 어레이를 포함하면, 점등하는 발광부를 선택함으로써 색 변화를 저감할 수 있다.Sometimes, the color print 2000 may generate a color deviation due to a manufacturing error or a position error of a part. Even in such a case, if the light source of the optical scanning device 2010 includes a surface emitting laser array similar to the surface emitting laser array 100C, the color change can be reduced by selecting the light emitting portion to be turned on.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 면 발광 레이저 소자는, 고차 횡 모드의 발진을 제어하면서, 편광 방향을 안정화시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 면 발광 레이저 어레이는, 고차 횡 모드의 발진을 제어하면서, 편광 방향을 안정화시키는 데 적합하다. 또한, 본 발명의 광 주사 장치는 안정된 광 주사를 하는 데 적합하다. 또한, 본 발명의 화상 형성 장치는 고 품질의 화상을 형성하는 데 적합하다.As described above, the surface-emitting laser element of the present invention can stabilize the polarization direction while controlling oscillation in the higher-order transverse mode. In addition, the surface-emitting laser array of the present invention is suitable for stabilizing the polarization direction while controlling oscillation in the higher-order transverse mode. In addition, the optical scanning device of the present invention is suitable for stable optical scanning. Also, the image forming apparatus of the present invention is suitable for forming high quality images.

본 발명은 구체적으로 개시된 실시예들에 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 변형 및 수정이 행해질 수도 있다.The present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

본 출원은, 2008년 11월 27일 출원된 일본 우선권 특허 출원 제2008-302450호와, 2009년 5월 21일 출원된 일본 우선권 특허 출원 제2009-122907호에 기초하며, 여기서 그 전체 내용이 참조용으로 사용되었다.
This application is based on Japanese Priority Patent Application No. 2008-302450, filed November 27, 2008, and Japanese Priority Patent Application No. 2009-122907, filed May 21, 2009, the entire contents of which are incorporated herein by reference. Used for

Claims (29)

기판에 수직인 방향으로 레이저 광을 출사하도록 구성된 면 발광 레이저 소자로서,
레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및
상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막
을 포함하고,
상기 출사 영역은 상기 p측 전극의 안쪽 면에 대응하는 형상을 갖고,
상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 가지며,
상기 외부 영역은 레이저 광-출사 방향에서 볼 때, 내부가 원형의 형상을 갖는 환상 영역을 포함하고, 상기 환상 영역은 미리 정해진 폭을 갖는 직선 형상의 슬릿들로 분할된 복수의 소 영역들을 포함하며, 상기 직선 형상의 슬릿들의 폭은 상기 환상 영역의 내경보다 작은 것인 면 발광 레이저 소자.
A surface-emitting laser element configured to emit laser light in a direction perpendicular to the substrate,
A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And
Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.
/ RTI &gt;
The emission area has a shape corresponding to the inner surface of the p-side electrode,
The outer region in the emission region has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions,
The outer region includes an annular region having an circular shape inside when viewed in the laser light-emitting direction, the annular region comprising a plurality of small regions divided into linear slits having a predetermined width; And the width of the linear slits is smaller than the inner diameter of the annular region.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 소 영역들은 제1 소 영역과 제2 소 영역을 포함하고, 상기 제1 소 영역과 상기 제2 소 영역은 상기 출사 영역의 중심부를 가로질러 서로 마주보는 것인 면 발광 레이저 소자.The method of claim 1, wherein the plurality of small regions includes a first small region and a second small region, wherein the first small region and the second small region face each other across the center of the emission region. Surface-emitting laser element. 제 4 항에 있어서, 상기 레이저 광은 직선 편광이고,
상기 제1 소 영역과 상기 제2 소 영역은, 상기 레이저 광의 편광 방향에 평행한 방향으로 마주보는 것인 면 발광 레이저 소자.
The method of claim 4, wherein the laser light is linearly polarized light,
The first small region and the second small region face each other in a direction parallel to the polarization direction of the laser light.
삭제delete 제 4 항에 있어서, 상기 기판의 주요면의 법선 방향은, 결정 방위 <1 0 0>의 방향들 중 하나로부터, 결정 방위 <1 1 1>의 방향들 중 하나를 향해서 경사져 있는 것인 면 발광 레이저 소자.The surface light emission of claim 4, wherein the normal direction of the main surface of the substrate is inclined from one of the directions of the crystal orientation <1 0 0> toward one of the directions of the crystal orientation <1 1 1>. Laser elements. 삭제delete 제 7 항에 있어서, 상기 제1 소 영역과 상기 제2 소 영역이 마주보는 방향은, 상기 기판의 주요면의 경사축 방향에 평행한 것인 면 발광 레이저 소자.The surface-emitting laser device according to claim 7, wherein the direction in which the first small region and the second small region face each other is parallel to the direction of the inclination axis of the main surface of the substrate. 삭제delete 제 7 항에 있어서, 상기 제1 소 영역과 상기 제2 소 영역이 마주보는 방향은 상기 기판의 주요면의 경사축 방향에 수직인 것인 면 발광 레이저 소자.8. The surface-emitting laser device according to claim 7, wherein the direction in which the first small region and the second small region face each other is perpendicular to the direction of the inclination axis of the main surface of the substrate. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 투명 유전체막의 광학적 두께는 발진 파장의 1/4의 홀수배인 것인 면 발광 레이저 소자.The surface-emitting laser device of claim 1, wherein an optical thickness of the transparent dielectric film is an odd multiple of 1/4 of an oscillation wavelength. 제 1 항에 있어서, 상기 출사 영역의 중심부는 제2 유전체막으로 피복되고,
상기 제2 유전체막의 광학적 두께는 발진 파장의 1/4의 짝수배인 것인 면 발광 레이저 소자.
The center of the emission area is covered with a second dielectric film,
And the optical thickness of the second dielectric film is an even multiple of 1/4 of the oscillation wavelength.
제 14 항에 있어서, 상기 출사 영역의 중심부를 피복하는 상기 제2 유전체막과, 상기 외부 영역의 상기 투명 유전체막은 동일한 재료로 구성되는 것인 면 발광 레이저 소자.15. The surface-emitting laser device according to claim 14, wherein the second dielectric film covering the center of the emission area and the transparent dielectric film in the external area are made of the same material. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 소 영역들을 제외한 상기 외부 영역은 제3 유전체막으로 피복되고,
상기 제3 유전체막의 두께는 발진 파장의 1/4의 짝수배인 것인 면 발광 레이저 소자.
The method of claim 1, wherein the outer region except for the plurality of small regions is covered with a third dielectric film,
The thickness of the third dielectric film is a surface-emitting laser device is an even multiple of 1/4 of the oscillation wavelength.
삭제delete 제 16 항에 있어서, 상기 복수의 소 영역들 외의 상기 외부 영역을 피복하는 상기 제3 유전체막과, 상기 복수의 소 영역들 상에 형성된 상기 투명 유전체막은 동일한 재료를 포함하는 것인 면 발광 레이저 소자.17. The surface-emitting laser element of claim 16, wherein the third dielectric film covering the outer region other than the plurality of small regions and the transparent dielectric film formed on the plurality of small regions comprise the same material. . 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 소 영역들 상에 형성된 상기 투명 유전체막은 SiNx, SiOx, TiOx 및 SiON의 막들 중 하나를 포함하는 것인 면 발광 레이저 소자.The surface-emitting laser device of claim 1, wherein the transparent dielectric film formed on the plurality of small regions comprises one of films of SiN x , SiO x , TiO x and SiON. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 출사면은 메사(mesa) 구조체의 상면이며,
상기 메사 구조체의 측면은 제5 유전체막으로 피복되어 있는 것인 면 발광 레이저 소자.
The method of claim 1, wherein the exit surface is the upper surface of the mesa (mesa) structure,
The side surface of the mesa structure is coated with a fifth dielectric film.
기판에 수직인 방향으로 복수의 레이저 광들을 출사하도록 구성된 면 발광 레이저 어레이로서,
기판에 집적된 복수의 면 발광 레이저 소자들
을 포함하고,
상기 면 발광 레이저 소자는,
레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및
상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막
을 포함하고,
상기 출사 영역은 상기 p측 전극의 안쪽 면에 대응하는 형상을 갖고,
상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 가지며,
상기 외부 영역은 레이저 광-출사 방향에서 볼 때, 내부가 원형의 형상을 갖는 환상 영역을 포함하고, 상기 환상 영역은 미리 정해진 폭을 갖는 직선 형상의 슬릿들로 분할된 복수의 소 영역들을 포함하며, 상기 직선 형상의 슬릿들의 폭은 상기 환상 영역의 내경보다 작은 것인 면 발광 레이저 어레이.
A surface-emitting laser array configured to emit a plurality of laser lights in a direction perpendicular to a substrate,
A plurality of surface emitting laser elements integrated on the substrate
/ RTI &gt;
The surface-emitting laser element,
A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And
Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.
/ RTI &gt;
The emission area has a shape corresponding to the inner surface of the p-side electrode,
The outer region in the emission region has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions,
The outer region includes an annular region having an circular shape inside when viewed in the laser light-emitting direction, the annular region comprising a plurality of small regions divided into linear slits having a predetermined width; And the width of the linear slits is smaller than the inner diameter of the annular region.
레이저 광에 의해 피주사면을 주사하도록 구성된 광 주사 장치로서,
기판에 수직인 방향으로 레이저 광을 출사하는 면 발광 레이저 소자를 포함하는 광원;
상기 광원으로부터의 레이저 광을 편향시키는 편향 유닛; 및
상기 편향 유닛에 의하여 편향된 레이저 광을 집광시키는 주사 광학계
를 포함하고,
상기 면 발광 레이저 소자는,
레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및
상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막
을 포함하고,
상기 출사 영역은 상기 p측 전극의 안쪽 면에 대응하는 형상을 갖고,
상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 가지며,
상기 외부 영역은 레이저 광-출사 방향에서 볼 때, 내부가 원형의 형상을 갖는 환상 영역을 포함하고, 상기 환상 영역은 미리 정해진 폭을 갖는 직선 형상의 슬릿들로 분할된 복수의 소 영역들을 포함하며, 상기 직선 형상의 슬릿들의 폭은 상기 환상 영역의 내경보다 작은 것인 광 주사 장치.
An optical scanning device configured to scan a scan surface by laser light, the optical scanning device comprising:
A light source including a surface-emitting laser element emitting laser light in a direction perpendicular to the substrate;
A deflection unit for deflecting laser light from the light source; And
Scanning optical system for condensing laser light deflected by the deflection unit
Lt; / RTI &gt;
The surface-emitting laser element,
A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And
Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.
/ RTI &gt;
The emission area has a shape corresponding to the inner surface of the p-side electrode,
The outer region in the emission region has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions,
The outer region includes an annular region having an circular shape inside when viewed in the laser light-emitting direction, the annular region comprising a plurality of small regions divided into linear slits having a predetermined width; And the width of the linear slits is smaller than the inner diameter of the annular region.
레이저 광에 의해 피주사면을 주사하도록 구성된 광 주사 장치로서,
기판에 수직인 방향으로 복수의 레이저 광들을 출사하는 면 발광 레이저 어레이를 포함하는 광원;
상기 광원으로부터의 레이저 광들을 편향시키는 편향 유닛; 및
상기 편향 유닛에 의하여 편향된 레이저 광들을 집광시키는 주사 광학계
를 포함하고,
상기 면 발광 레이저 어레이는,
상기 기판 상에 집적된 복수의 면 발광 레이저 소자들
을 포함하고,
상기 면 발광 레이저 소자는,
레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및
상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막
을 포함하고,
상기 출사 영역은 상기 p측 전극의 안쪽 면에 대응하는 형상을 갖고,
상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 가지며,
상기 외부 영역은 레이저 광-출사 방향에서 볼 때, 내부가 원형의 형상을 갖는 환상 영역을 포함하고, 상기 환상 영역은 미리 정해진 폭을 갖는 직선 형상의 슬릿들로 분할된 복수의 소 영역들을 포함하며, 상기 직선 형상의 슬릿들의 폭은 상기 환상 영역의 내경보다 작은 것인 광 주사 장치.
An optical scanning device configured to scan a scan surface by laser light, the optical scanning device comprising:
A light source including a surface-emitting laser array that emits a plurality of laser lights in a direction perpendicular to the substrate;
A deflection unit for deflecting laser lights from the light source; And
Scanning optical system for condensing laser light deflected by the deflection unit
Lt; / RTI &gt;
The surface-emitting laser array,
A plurality of surface emitting laser elements integrated on the substrate
/ RTI &gt;
The surface-emitting laser element,
A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And
Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.
/ RTI &gt;
The emission area has a shape corresponding to the inner surface of the p-side electrode,
The outer region in the emission region has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions,
The outer region includes an annular region having an circular shape inside when viewed in the laser light-emitting direction, the annular region comprising a plurality of small regions divided into linear slits having a predetermined width; And the width of the linear slits is smaller than the inner diameter of the annular region.
화상 형성 장치로서,
화상 유지체; 및
상기 화상 유지체를, 화상 정보에 따라 변조된 레이저 광으로 주사하도록 구성된 광 주사 장치
를 포함하고,
상기 광 주사 장치는,
기판에 수직인 방향으로 레이저 광을 출사하는 면 발광 레이저 소자를 포함하는 광원;
상기 광원으로부터의 레이저 광을 편향시키는 편향 유닛; 및
상기 편향 유닛에 의하여 편향된 레이저 광을 집광시키는 주사 광학계
를 포함하고,
상기 면 발광 레이저 소자는,
레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및
상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막
을 포함하고,
상기 출사 영역은 상기 p측 전극의 안쪽 면에 대응하는 형상을 갖고,
상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 가지며,
상기 외부 영역은 레이저 광-출사 방향에서 볼 때, 내부가 원형의 형상을 갖는 환상 영역을 포함하고, 상기 환상 영역은 미리 정해진 폭을 갖는 직선 형상의 슬릿들로 분할된 복수의 소 영역들을 포함하며, 상기 직선 형상의 슬릿들의 폭은 상기 환상 영역의 내경보다 작은 것인 화상 형성 장치.
An image forming apparatus comprising:
Image retainers; And
An optical scanning device configured to scan the image retainer with laser light modulated according to image information
Lt; / RTI &gt;
The optical scanning device,
A light source including a surface-emitting laser element emitting laser light in a direction perpendicular to the substrate;
A deflection unit for deflecting laser light from the light source; And
Scanning optical system for condensing laser light deflected by the deflection unit
Lt; / RTI &gt;
The surface-emitting laser element,
A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And
Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.
/ RTI &gt;
The emission area has a shape corresponding to the inner surface of the p-side electrode,
The outer region in the emission region has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions,
The outer region includes an annular region having an circular shape inside when viewed in the laser light-emitting direction, the annular region comprising a plurality of small regions divided into linear slits having a predetermined width; And the width of the straight slits is smaller than the inner diameter of the annular area.
화상 형성 장치로서,
화상 유지체; 및
상기 화상 유지체를, 화상 정보에 따라 변조된 레이저 광으로 주사하도록 구성된 광 주사 장치
를 포함하고,
상기 광 주사 장치는,
기판에 수직인 방향으로 레이저 광을 출사하는 면 발광 레이저 어레이를 포함하는 광원;
상기 광원으로부터의 레이저 광을 편향시키는 편향 유닛; 및
상기 편향 유닛에 의하여 편향된 레이저 광을 집광시키는 주사 광학계
를 포함하고,
상기 면 발광 레이저 어레이는,
기판에 집적된 복수의 면 발광 레이저 소자들
을 포함하고,
상기 면 발광 레이저 소자는,
레이저 광을 출사하는 출사면 상에, 출사 영역을 둘러싸는 p측 전극; 및
상기 출사 영역 내에서, 상기 출사 영역의 중심부 외부의 외부 영역 상에 형성되어, 반사율을 상기 중심부의 반사율보다도 낮게 하는 투명 유전체막
을 포함하고,
상기 출사 영역은 상기 p측 전극의 안쪽 면에 대응하는 형상을 갖고,
상기 출사 영역 내의 외부 영역은 2개의 상호 수직인 방향으로 형상 이방성을 가지며,
상기 외부 영역은 레이저 광-출사 방향에서 볼 때, 내부가 원형의 형상을 갖는 환상 영역을 포함하고, 상기 환상 영역은 미리 정해진 폭을 갖는 직선 형상의 슬릿들로 분할된 복수의 소 영역들을 포함하며, 상기 직선 형상의 슬릿들의 폭은 상기 환상 영역의 내경보다 작은 것인 화상 형성 장치.
An image forming apparatus comprising:
Image retainers; And
An optical scanning device configured to scan the image retainer with laser light modulated according to image information
Lt; / RTI &gt;
The optical scanning device,
A light source including a surface-emitting laser array that emits laser light in a direction perpendicular to the substrate;
A deflection unit for deflecting laser light from the light source; And
Scanning optical system for condensing laser light deflected by the deflection unit
Lt; / RTI &gt;
The surface-emitting laser array,
A plurality of surface emitting laser elements integrated on the substrate
/ RTI &gt;
The surface-emitting laser element,
A p-side electrode surrounding the emission area on an emission surface for emitting laser light; And
Within the emission area, a transparent dielectric film is formed on an external area outside the center of the emission area to make the reflectance lower than that of the center area.
/ RTI &gt;
The emission area has a shape corresponding to the inner surface of the p-side electrode,
The outer region in the emission region has shape anisotropy in two mutually perpendicular directions,
The outer region includes an annular region having an circular shape inside when viewed in the laser light-emitting direction, the annular region comprising a plurality of small regions divided into linear slits having a predetermined width; And the width of the straight slits is smaller than the inner diameter of the annular area.
제 26 항에 있어서, 상기 화상 정보는 다색 화상 정보인 것인 화상 형성 장치.27. An image forming apparatus according to claim 26, wherein said image information is multicolor image information. 제 27 항에 있어서, 상기 화상 정보는 다색 화상 정보인 것인 화상 형성 장치.An image forming apparatus according to claim 27, wherein said image information is multicolor image information.
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